CN1226093A - 短路微带天线和包含该种天线的设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明,一个微带天线包括一个由二条导电的窄带(C2,C12)组成的复合的短路导体。将一条在所说的二条窄带之间的所说短路导体的平面中的垂直窄带(C3)连接到一条耦合线的中心导体(C1)上,该耦合线形成天线的一部分并且能和天线的一个谐振进行耦合,以便,例如,激励这种谐振。所说的短路导体和所说的垂直窄带对所说的天线构成两个终端,它们使天线能够很容易地连接到一个信号处理装置(8),如一个发射机。

Description

短路微带天线和包含该种天线的设备

本发明涉及诸微带天线。这些天线典型地用于诸微波频率和诸射频频率。该种天线包括一个接线面，该接线面典型地是通过刻蚀一个金属层得到的。它称为一个微带接线面天线。

微带技术是一种平面技术，用它制造诸信号传输线和制造在这些传输线和诸辐射波之间构成一个耦合的诸天线。它使用在一个薄的电介质基片的顶表面上形成的诸导电的接线面和/或诸窄带，该基片将它们和一个在基片的底表面上形成的导电的接地面层分隔开来。一个上述种类的接线面典型地要比一条上述种类的窄带宽，并且它的形状和诸尺寸构成天线的诸重要的特征。基片典型地有一个恒定厚度的矩形平片的形状。然而，这决不是必须履行的。特别是，我们知道在基片厚度中的一个指数型变化会使一个上述种类的天线的带宽增加，我们还知道平片的形状能够偏离矩形的形状。诸电力线通过在窄带或接线面和接地面层之间的基片延伸。上述的技术和其它的各种也使用在一个薄基片上的诸导电元件的技术不同，即：

-带状线技术，在该技术中将一条窄带限制在底接地面层和一个顶接地面层之间，在一个天线的情形中该顶接地面层必须包括一个能实现和诸辐射波耦合的槽缝，

-诸开槽线技术，在该技术中在一个导电层的两个部分之间建立起电场，该导电层是在基片的顶表面上形成的，并用一个槽缝将它的两个部分彼此分隔开来，在一个天线的情形中典型地必须将该槽缝开成一条较宽的开口，以便通过，例如，形成一个谐振结构，使和诸辐射波的耦合变得容易，和

-共面线技术，在该技术中在基片的顶表面上和在一个中心导电窄带与在窄带的相对的二边上的两个导电区域之间对称地建立起电场，它们通过各自的槽缝从窄带分隔开来。在一个天线的情形中，典型地将窄带连接到一个较宽的接线面上，以便形成一个谐振结构，该谐振结构提供和诸辐射波的一个耦合。

关于诸天线的制造，在必要的时候和为了简单起见将下面的描述限于一个和一个发射机连接的发射天线。但是我们必须懂得所描述的诸安排同样可以用于和一个接收机连接的诸接收天线。为了同一个简单化的目的，我们假定基片有一个水平平片的形式。

广义地说，可以在微带技术中能够制造出来的二种基本类型的谐振结构之间做出一个区别。我们可将第一种类型称为一个“半波”结构。于是天线是一个“半波”或“电的”天线。假设接线面的一个尺寸构成一个长度并在一个纵方向上延伸，那么该长度基本上等于在由接地面平面，基片和接线面组成的传输线中，在那个方向上传播的一个电磁波的波长的一半。和诸辐射波的耦合发生在长度的二端，这二端位于基片中电场的振幅为最大的诸区域中。

一个第二种类型的谐振结构能用相同的技术制成，我们可将它称为一个“四分之一波”结构。于是天线是一个“四分之一波”或“磁的”天线。它不同于一个半波天线，首先在于它的接线面有一个基本上等于波长四分之一的长度，而接线面的长度和波长如上规定，其次在于在接地面平面和接线面之间的长度的一端有一个硬的短路导体，以便加入一个四分之一波型的谐振，该谐振有一个由短路导体决定的电场的波节。和诸辐射波的耦合发生在长度的另一端，该端位于通过基片的电场的振幅为最大的区域中。

在实践中，能够在这些天线中发生诸不同类型的谐振。它们特别地依赖于：

-诸接线面的配置，诸接线面能够包括可能是诸辐射槽缝的诸槽缝，

-任何诸短路导体及代表它们的诸电模型的存在和位置，尽管后者不能总是被认为等效于，甚至近似地等效于，有零阻抗的诸完美的短路导体，和

-包括在这些天线中的诸耦合装置，用于将它们的诸谐振结构耦合到一个信号处理装置，如一个发射机，以及这些装置的位置。

对于一个给定的天线配置，可以有多于一个的谐振模式，它们使天线能用于和诸谐振模式相对应的多个频率上。

不仅通过包含在天线中的一个耦合装置而且通过一条天线外部的连接线，该连接线将耦合装置连接到一个信号处理装置，将一个上述类型的天线典型地耦合到一个信号处理装置，如一个发射机。考虑一个包括信号处理装置，连接线，耦合装置和谐振结构的全面的功能系统，耦合装置和连接线必须如此制成，使得系统在它的整个长度上都有一个均匀的阻抗，这就避免了使耦合变坏的诸杂散反射。

在一个有一个谐振结构的发射天线的情形中，耦合装置，连接线和天线的各自的功能如下：连接线的功能是将一个射频或微波频率信号从发射机传送到天线的诸终端。沿着一条上述类型的连接线，信号以一个行波的形式传播，而它的诸特性没有任何重要的变化，至少在理论上是如此。耦合装置的功能是将通过连接线提供的信号变换到一种能够激励天线谐振的形式，即必须将携带信号的行波的能量传输给一个建立在天线中的驻波，该驻波的诸特性由天线规定。至于天线，它将能量从驻波传输给一个要被辐射到空间中去的波。所以由发射机提供的信号第一次从一个行波的形式变换到一个驻波的形式，然后第二次变换到一个辐射波的形式。在接收天线的情形中，信号在相同的诸装置中取相同的诸形式，但是以相反的方向，颠倒的顺序执行诸变换。

能够用一种非平面的技术，例如以诸同轴线的形式，制造诸连接线。

将诸平面技术天线用于诸不同类型的设备中。它们包括诸移动电话机，为诸移动电话机服务的诸基地台，诸汽车，诸飞机和诸导弹。在一个移动电话机的情形中，天线的底部接地面层的连续的性质意味着能容易地限制被该装置用户的身体拦截的辐射功率。在一个诸汽车的情形中，尤其是在一架飞机或一个导弹的情形中，其外表面是一个金属表面并有一种曲线的轮廓以便使阻力减至最小，可以将天线做得和那种轮廓一致，以便不会产生任何不希望有的附加的阻力。

本发明更特别的是涉及有诸小尺寸的诸四分之一波天线。

在T.D.Ormiston,P.Gardner和P.S.Hall的论文“Microstrip Short-Circuit Patch Design Equations”,Microwave and Optical TechnologyLetters,Vol.16,No.1,1997年9月，12-14页中描述了一个第一个四分之一波的微带天线。

在上述论文的图1中，没有画出天线的基片和接地面层，但是暗示着在画出的接线面和微带下存在一个基片和一个接地面层。为了将四分之一波谐振加在天线上，接线面的一个边有一个短路导体，它是在基片的一个边表面上形成的一个导电层。该短路导体是一个复合的短路导体，即它包含两个有诸垂直窄带形式的导体。这些窄带横向地扩展到接线面宽度的各端，在它们之间有一个轴向间隙。

该论文描述了用于从一个发射机向天线馈送信号的装置。用一个术语“微带”来表示它们，即它们采用微带技术。尽管在该论文中没有对此作出解释，但是微带装置提供了两个上面规定的耦合装置和连接线的功能是很清楚的。该论文的图1表示连接线是一条标准的微带线。该线的一个主导体是一条在接线面的平面内的窄带。该线的一个接地面导体是接地面层的一部分，在图中没有画出该接地面层，它对于该线，耦合装置和天线是共同的。

关于耦合装置，它有一个水平纵向窄带的形式，它被表示为一条微带线的一部分，它延伸了连接线的窄带。可将这个窄带称为耦合带。它通过短路导体的边缘进入接线面的区域。然后它从在两个槽口之间的边缘延伸进入那个区域，并且在对于接线面来说是内部的一个连接点，即在接线面区域里面的一个点上将它和接线面连接起来。根据该论文，提供两个槽口以便使耦合带能够穿入到适当的连接点所在处那么远的地方。它们和短路导体的轴向间隙的两个边缘相对应。

这个第一种现有技术的天线有下列的诸缺点：

第一个缺点涉及这样一个事实，即窄带和连接线的接地面分别和接线面及天线的接地面排成一条直线。至少在一些小的装置，如某些移动电话中，发射机的诸元件是在包含天线的装置内，而天线是在装置的表面，典型地诸元件是分组集合在一块称为“母板”的印刷电路板上。结果，在上述论文中描述的连接线不能靠它自己将天线连接到发射机。必须提供一条附加的连接线并且将这二条连接线安装在一个上述类型的装置中，这就增加了它的制造价格。

上述天线的另一个缺点是只有当诸不同的参数被精确地调整时才能将天线的信号馈送到，或者更一般地耦合到信号处理装置。这些参数包括上面提到的两个槽口的宽度和长度以及耦合带的宽度，并且必须调整它们，以便得到天线阻抗的一个适合的值。它们的诸值，和更特别的是长度，必须保持在非常精密的公差内，这些公差预先很难被确定。在这种天线的大量工业生产的情形中，这种调整会不能接受地增加诸制造价格。

在专利文件WO94/24723(wireless Access公司)中描述了一个第二种四分之一波的微带天线。它的接线面(图3中的316)有一条宽的槽缝(矩形环350)使它对附近的诸导电的物质如一个人体，或诸电路如一台微计算机的那些电路较不敏感。它的短路导体(330)，从它仅由接线面的一个边的一段形成的意义上来说是局部的。该专利文件声称这使天线输入阻抗的匹配变得容易了。将信号馈送给天线的连接线被垂直地安置在基片下面。它是同轴型的。耦合装置是中心导体，即主导体的一个延长部分，主导体沿着连接线的轴延伸，为了使延长部分和接线面相连接，延长部分穿过基片。将屏蔽连接线的接地面导体直接连接到天线的接地面上。

第二种现有技术的天线有一个缺点，即用连接到天线接线面的一条同轴线的中心导体的终端部分提供一个有效的耦合装置需要有一个通过基片的孔，这导致实践上的诸多困难。特别是调整连接点的位置时会发生困难。这些问题特别是在大量生产的情形中会增加制造的价格。

专利申请EP0,795,926描述了一个天线，它有：

-两个平行的电介质层，每个层都有一个底表面，一个顶表面和一个边表面，

-一个导电的接地面平面，它位于底部电介质层的底表面的下面，

-一个导电的接线面，它在两个电介质层之间扩展并有折到顶部电介质层的顶表面上的两个终端，这种天线类似于一个通过两个侧孔辐射的谐振腔，

-两个短路导体，它们位于底部电介质层的边表面上，将接线面和接地面平面连接起来，和

-诸连接导体，用于在天线和一个信号处理装置之间传输一个信号。

诸连接导体包括一个在底部电介质层的顶表面上的第一个微带波导，它是由在接线面中的一个切口形成的。在一个第一个实施例中，将第一个微带波导通过一条导电窄带连接到一条在接地面平面下的同轴电缆，该导电窄带比在底部电介质层的边表面上的第一个波导非常地窄得多。

在一个第两个实施例中，用在接地面平面中的一个第两个微带波导代替同轴电缆，如果将它设计得好象一块印刷电路板，则该微带波导就在底部电介质层的底表面上。

上述的天线有一个缺点，即在第一波导和同轴电缆或第两个微带波导之间的连接处存在一个不可忽略的阻抗不连续性。

本发明的诸目的包括：

-使在一个上述类型的短路天线和一个信号处理装置如一个必须和天线合作的发射机之间的耦合变得容易实现，和

-特别是在大量生产一个包括一个上述类型的天线和一个信号处理装置在内的通信装置的情形中，能够限制一个上述类型的通信装置的制造价格。

考虑到上述的诸目的，本发明是一个微带天线，该微带天线包括：

-一个有一个底表面，一个顶表面和一个边表面的电介质基片，

-一个在所说的底表面上的导电的接地面平面，

-一个在所说的顶表面上的导电的接线面，

-两个在所说的边表面上的短路导体，它们将所说的接线面连接到所说的导电的接地面上，和

-用于在所说的天线和一个信号处理装置之间传输一个信号的诸连接导体；所说的天线的特征在于诸连接导体包括一条共面线，该线有一个在基片的顶表面上的第一部分和一个在边表面上的第二部分，并且扩展第一部分而没有大的阻抗不连续性。

我们通过下面的描述和所附的诸图对本发明的诸不同的特点进行说明。如果在多于一个图中表示出同一个项目，则用诸相同的参照数字和/或诸字母表示它们。

图1是一个根据本发明的包括一个第一个天线的通信设备的一个透视图。

图2是来自图1的天线的一个顶视图。

图3是同一个天线的一个前视图。

图4是一个表示在同一个天线的输入端的一个反射系数中的变化(分贝)作为频率(MHz)的函数的图。

图5表示一个根据本发明的第两个天线在一个垂直平面上的截面中的一部分。

图6是图5的天线的一个部分透视图。

和上面提到的第一个现有技术的天线相同，一个根据本发明的天线有一个由下列诸元件组成的谐振结构：

-一个电介质基片2，它有两个相对的主表面，它们沿着在天线中限定的并构成诸水平方向DL和DT的诸方向扩展，这些方向可能与所考虑的天线的面积有关。如前面说明的那样，基片可有诸不同的形状。它的两个主要的表面分别是一个底表面S1和一个顶表面S2。在天线中还规定了另一个方向。它和诸水平方向中的每一个都形成一个角度，并构成一个垂直方向DV。刚才说到的那个角度典型地是一个直角。然而，垂直方向也可以在和诸水平方向构成的诸不同的角度上，并且也可以和与所考虑的天线的面积有关。基片有若干个如表面S3的边表面，这些表面中的每一个都将底表面的一个边连接到顶表面的一个相应的边，并且包含垂直方向。

-一个底导电层，它在底表面上扩展并构成一个天线的接地面4。

-一个顶导电层，它在接地面4上方的顶表面的一个区域上扩展，构成一个接线面6。该接线面有一个专门用于天线的配置。它分别在两个所说的构成一个纵方向DL和一个横方向DT的水平方向中有一个长度和一个宽度，横方向DT平行于边表面S3。尽管诸字的长度和宽度通常加到一个矩形物体的两个相互垂直的尺寸上，长度大于宽度，但是我们必须懂得接线面6可以偏离那类形状而没有偏离本发明的范畴。特别是，诸方向DL和DT能够位在一个不同于90度的角度上，接线面的诸边不一定是直线的，并且它的长度可以小于它的宽度。一条边位于顶表面S2和边表面S3的相交处。所以它沿着横方向DT延伸。它构成一条后边10并规定一个方向DB，该方向在纵方向DL中但指向后边，还规定一个相反的方向DF，该方向指向前面。

-最后，在根据本发明的第一个天线中，一个短路导体C2将接线面6电连接到接地面4。该短路导体在边表面S3中形成，短路导体典型地是一个平面，于是它构成一个短路平面。它加上一个至少近似地为四分之一波类型的天线谐振。

该天线进一步包括一个有一条耦合线形式的耦合装置。该装置包括一个由两个部分C1和C3组成的主导体，主导体在一个内部连接点18和接线面6连接。该装置进一步包括一个和主导体配合的复合的接地面导体，我们将在下面对该接地面导体进行描述。该装置组成一个连接系统的全部或一部分，该系统将天线的谐振结构连接到一个信号处理装置8，例如以便在一个发射天线的情形中从那个装置激励起一个或多个天线谐振。除了这个装置外，连接系统典型地包括一条连接线C4,C5，它们在天线的外部并包含两个导体。在这条连接线的一个天线端，将这两个导体连接到各自的连接导体上，这些连接导体是耦合装置的一部分并且认为它们形成天线的两个终端。在连接线的另一端，它的两个导体分别连接到信号处理装置的两个终端。连接线可以有同轴的形式，微带的形式或共面的形式。如果所考虑的天线是一个接收天线，则同一个系统将由天线接收的诸信号传输给信号处理装置。系统的诸不同的元件有前面规定的诸功能。

本发明也是一个通信设备，它包括一个根据本发明的天线和一个上述类型的信号处理装置，该装置通过一个上述类型的连接系统和天线连接。

根据本发明的天线可以是一个单频天线或一个多频天线。本例中的天线是一个双频天线，即它必须至少引起两个谐振，使得它能够工作在两个和两个工作频率相对应的模式中。为此，在接线面6中形成的一个槽缝要朝向前面并在接线面的外面进行开口。它构成一个纵向的分离器槽缝F1。这个槽缝的纵向范围在接线面中规定一个前部区域Z2,Z1,Z12，在这些区域中该槽缝将一个主要区域Z1和一个辅助区域Z2分隔开来。一个后部区域ZA在前部区域和后边10之间扩展。后部区域在纵方向DL中要比前部区域短得多。

内部连接点18是在主要区域Z1中。于是天线的一个工作模式构成一个主要模式，在该模式中利用诸行波在纵方向或一个接近纵方向的方向中的传播建立起一个驻波，这些波在一个包括主要区域和后部区域的区域中传播，并基本上将辅助区域Z2排除在外。另一种工作模式构成一个辅助模式，在该模式中利用诸行波在包括主要区域，辅助区域和后部区域的另一个区域中沿着两个方向(与上述的相同)的传播建立起一个驻波。

在这种结构的情况下，后部区域ZA有一个将辅助区域和主要区域耦合起来从而能建立起辅助模式的第一个功能。它有一个使得在后边上的短路导体能在这两个区域中的每一个中实施它的作用的第二种功能。于是天线对于每个工作频率，至少近似地，是一个四分之一波天线。

选择接线面和耦合线的诸配置以及更特别的是内部连接点18的纵向位置，以便得到由天线提供给信号处理装置的阻抗的所要求的预先确定的值，或者更典型地是一条将信号处理装置连接到设备的连接线的阻抗的所要求的预先确定的值。以后我们将这个阻抗称为天线阻抗。在发射天线的情形中，通常将它称为输入阻抗。它的要求值等于连接线的阻抗是有利的。这就是为什么连接点的位置优先地对于诸不同的工作频率给出基本上相同的天线阻抗值的原因。

一般地工作频率有预先诸确定的要求值是有利的。通过适当地选择主要区域Z1和辅助区域Z2各自的纵向尺寸能够有利地得到这些值。这就是为什么这两个尺寸典型地是不同的原因。

在这里更特别地描述的情形中，接线面16的配置也形成一个在横方向DT扩展的槽缝。这个槽缝构成一个横向分离器槽缝F2，槽缝F2将主要区域部分地和后部区域ZA分隔开来。将它连接到纵向分离器槽缝F1的后端。另一个在主要区域Z1中的槽缝F3从横向分离器槽缝F2向前延伸。我们可以将它称为频率减小槽缝，因为它的作用就是当它的长度增加时使诸工作频率减小。这样它不仅限制了为得到诸工作频率的诸预先确定的要求值所需的接线面的长度，而且使得能够通过适当地调整它的长度来调整那些频率。

优先地天线有一个在纵方向DL和垂直方向DV中扩展的对称平面，这个平面在基片的顶表面中的轨迹构成接线面6的一个对称轴A。如果两个组成部分关于对称轴或对称平面是相互对称的，则对于在诸图右边的组成部分，在诸参照符号中包含的数字等于对于在诸图左边的组成部分的相应的数字增加10。耦合装置和主要区域Z1扩展到轴A的附近，并且接线面的配置在主要区域的两个相对部分的边上形成所说的两个纵方向分离器槽缝F1,F11。于是辅助区域包括在相应槽缝外的两个部分Z2,Z12。

在上述的条件下，一组分离器槽缝F1,F2,F11,F12有U的形状。U的两个分枝和基底分别是纵方向和横方向。U的基底有一个轴向的间隙20，它向轴的每一侧扩展，以便通过后部区域ZA的一个轴向部分将主要区域Z1连接到短路导体C2,C12。

根据一个已经用于上面提到的第一个现有技术的天线中的有利的安排，构成天线的耦合装置的耦合线包括一个是顶导电层的一部分的导体。更精确地说，所说的主导体的一部分C1在纵方向DL进入接线面6的区域。它在一个后边10附近的后端和一个包括内部连接点18的前端之间扩展。这个主导体部分有一条窄带的形状，我们可以将它称为水平耦合带。

如在上面提到的第一个现有技术的天线的情形中，该耦合带在侧向受到两个糟口F4和F14的限制。然而，在本发明的天线中，两个糟口F4和F14在DT方向足够窄和在DL方向足够长，可以分别看作是两个纵向槽缝F4和F14。这两个槽缝将耦合带和接线面6分隔开来，以后我们将它们称为诸耦合槽缝。它们的宽度考虑到这样一个事实，即在将线设计得作为一条用于沿着线的长度以分布的方式激励天线的共面线，而不是作为一条用于仅在线的终端激励天线的微带线的情形中，能够有利地确定线的诸参数，而耦合带构成了线的主导体。

于是共面线的接地面导体像一条共面线那样主要包括在两个槽缝F4和F14外的窄带C1的各相对侧面上的接线面6的诸部分，而不是像在一条微带线中那样由天线的接地面组成。以后我们将这条线称为水平共面线。

通过由在对于水平共面线和天线是共同的两个终端之间的水平共面线的后端处的外部连接线加入或接收的一个电磁信号，能够使天线耦合进来，这两个终端分别包括线的接地面导体4和窄带C1的后端。然而，至少在诸如某些移动电话机那样的装置的情形中，通过在接线面平面中的这种类型的诸导体，在耦合装置和外部线之间实施连接，会使装置的制造变得复杂化。

特别是，所讨论的水平共面线沿着轴A延伸。它进入在U的基底处的轴向间隙20，这个间隙是由两个耦合槽缝F4和F14界定的。如上面提到的，确定它的主导体的前端18的位置，以便得到天线阻抗的一个要求值。然而，天线阻抗也依赖于其它的诸参数，如耦合带C1和诸耦合槽缝的诸宽度并且依赖于基片的性质。

根据从前用于第一个现有技术的天线中的另一个有利的特点，所说的短路导体是一个复合的短路导体，它包括两个短路导体C2和C12。这两个导体在垂直方向DV中扩展，在它们之间保留一个间隙。它们中的每一个都将天线接地面4连接到接线面6。

在一个专门用于本发明的安排中，天线耦合线进一步包括在边表面S3上形成的诸连接导体，并且诸连接导体能够形成一条垂直的共面线。一条这种类型的线更特别地是由下列诸导体制成的：

-一个主导体C3，它沿着垂直方向DV在两个短路导体C2和C12之间留下的间隙中在一个底端和一个顶端之间扩展。将顶端连接到水平共面线的主导体C1的后端。垂直共面线的的主导体同时构成所说的第一个连接导体、天线的一个第一个终端和耦合线的主导体的一个垂直部分。

-两个接地面导体C2和C12，它们和导体C3配合，并由两个短路导体C2和C12组成。

这两个短路导体也一起构成天线的一个第两个终端。耦合线的垂直导体C3有和水平导体C1相同的宽度，并通过各槽缝F5和F15与诸短路导体C2和C12分隔开来，诸槽缝F5和F15有和诸槽缝F4及F14相同的宽度，所以垂直线部分构成一条连接到水平共面线的垂直共面线，而没有大的阻抗不连续性。

在一个有诸有限尺寸的装置的情形中，诸连接导体在边表面S3上形成的事实使在设备表面上形成的天线的一部分的耦合装置和一条将设备连接到一个信号处理装置的连接线之间的一个连接变得非常容易实施。如果信号处理装置是在设备的里面，则连接线能取一条同轴线的形式，该同轴线在天线的附近垂直于天线的平面。在另一些情形中，诸连接导体的这种结构使天线到诸导体的连接变得容易了，这些导体由一块母板携带到一个面上，天线的基片以前已经被固定在该面上，于是连接线典型地，至少在天线的附近，平行于天线的纵方向。

形成这种类型的诸连接导体，并将这些导体用于在基片的边表面上形成天线的诸终端，仅仅在一个可以忽略的程度上使天线的制造变得复杂化。诸短路导体对于制造四分之一波类型的天线是需要的。我们能够通过一个至少和用于诸短路导体的过程相似的过程，并在当同一个制造步骤时的大多数情形中，形成第一个连接导体。

更特别的是，在一个专门用于第一个作为例子的天线的有利的安排中，耦合装置的所有的连接导体都由下列的诸步骤集体地制成：

-在边表面S3上形成一个垂直的导电层，和

-刻蚀这个层，以便同时形成两个短路导体C2和C12以及第一个连接导体C3。于是诸导体分别构成两个短路带和一个垂直耦合带。

诸连接导体优先地仅占据后边10的一小部分。在这个作为例子的天线中，该部分基本上和主要区域Z1相同。

优先地选择诸耦合带和诸槽缝，如在诸耦合带的各相对边上的诸耦合槽缝的诸宽度，以便得到一个均匀的适当的阻抗，该阻抗对于由诸垂直和水平共面线组成的耦合线，典型地是50欧姆。通过选择内部连接点18的位置对天线阻抗进行调整。诸耦合槽缝的诸窄的宽度和所得到的侧向耦合效应使拓宽对于诸不同参数的制造公差而不需牺牲良好的耦合质量成为可能。

在第一个作为例子的天线的情形中，我们有意将该天线用于一个有诸小尺寸的设备中，天线外部的连接线是一条同轴线。至少在天线的附近，该同轴线典型地在一个基本上垂直于天线表面的方向，例如垂直方向DV中延伸。它包括一个轴向导体C4。在同轴线的一个第一端，轴导体和导体C3连接。在同轴线的另一端，轴导体和信号处理装置8的一个第一端连接。沿着同轴线的长度，轴向导体被一个导电的屏蔽套C5所包围。在同轴线的第一端，将屏蔽套连接到两个短路导体C2和C12。在同轴线的另一端，将屏蔽套连接到信号处理装置8的另一端，信号处理装置8可以是，例如，一个发射机。

在第一个天线的一个实施例中，在下面通过一个数字例给出诸不同的参量和数值。分别将诸长度和诸宽度表示在纵方向DL和横方向DT中。

-主要的工作频率：940Mhz，

-辅助的工作频率：870Mhz，

-输入阻抗：50ohm，

-基片的成分和厚度：环氧树脂，它有一个相对介电常数e_r=4.3和一个耗散因子tand=0.02，厚度1.6mm，

-诸导电层的的成分和厚度：铜，17μm，

-主要区域Z1的长度：26mm，

-区域Z1的宽度：29mm，

-辅助区域Z2和Z12的长度：30mm，

-这些区域中每一个的宽度：5.5mm，

-后部区域Z3的长度：2.5mm，

-水平共面线的导体C1的长度：25mm，

-导体C1和垂直共面线的主导体C3的宽度：2.1mm，

-导体C3的高度：0.8mm，

-在对于诸横向槽缝F2和F12的水平方向中，所有槽缝的共同宽度：0.5mm，

-诸频率减小槽缝F3和F13的长度：5mm，

-轴向间隙20的宽度：7mm，

-每个短路导体C2和C12的宽度：5mm。

图5和6表示根据本发明的用于一个第两个天线的一条外部连接线和一条天线耦合线。

第两个天线的诸不同的元件，至少在关于它们的功能上，分别和前面描述的第一个天线的诸不同的元件相似。用和第一个天线的相似的诸元件相同的诸参照字母和/或数字表示这些元件，除了诸数字增加50外，例如，第一个天线的外部连接线的接地面导体C5和第两个天线的一个导体C55相似。

第两个天线在下列的诸方面不同于第一个天线：

外部连接线的主导体C54和接地面导体C55在一个电介质片30的底和顶表面上形成，电介质片30构成一块母板并携带一个信号处理装置(图中未画出)的诸元件(图中也未画出)。该线是一条微带线。一个构成它的接地面和母板的接地面的层是天线的接地面54的一个延伸部分。将天线的基片52固定在母板30的顶表面上。垂直耦合线的主导体，即所说的第一个连接导体，有一个穿过母板30的金属圆筒C53的形式。通过两个焊接点32和34将金属圆筒C53连接到水平耦合带C51和外部连接线的耦合带54上。两个短路导体C52和C62有加到基片52的顶表面，基片52的边表面S53和母板30的接地面C55上的两个预先构成的金属带的形式。

当然，可能存在将一个天线固定平面连接到一个母板的其它的诸方法。

Claims (6)

1．一个微带天线，它包括：

-一个电介质基片(2)，它有一个底表面(S1)，一个顶表面(S2)和一个边表面(S3)，

-一个导电的接地面平面(4)，它在所说的底表面上，

-一个导电的接线面(6)，它在所说的顶表面上，

-两个短路导体(C2,C12)，它们在所说的边表面上并将所说的接线面连接到所说的导电的接地面平面(4)上，和

-诸连接导体，它们用于在所说的天线和一个信号处理装置之间传输一个信号；所说的天线的特征在于诸连接导体包括一条共面线，该共面线有一个在基片的顶表面上的第一个部分(F4,Cl,F14)和一个在边表面上的第两个部分(F5,C3,F15)，并延伸第一部分而没有大的阻抗不连续性。

2．一个根据权利要求1的天线，它包括一个谐振结构，该谐振结构包括：

-所说的电介质基片(2)，所说的基片有两个相对的主表面，它们在所说的天线中规定的并构成诸水平方向(DL和DT)的诸方向中扩展，所说的两个表面分别构成所说的底表面(S1)和所说的顶表面(S2)，进一步在所说的天线中规定另一个方向，该方向和所说的诸水平方向中的每一个成一个角度，所说的其它方向构成一个垂直方向(DV)，所说的边表面(S3)包含所说的垂直方向。

-一个导电底层，它在所说的底表面上并构成所说天线的所说的接地面(4)，

-一个导电顶层，它在所说的接地面平面上的所说的顶表面的一个区域上，构成所说的接线面(6)，所说的接线面有一种结构，有诸边线，一个长度和一个宽度，所说的长度和所说的宽度分别在构成一个纵方向(DL)和一个横方向(DT)的两个所说的水平方向中延伸，所说的边表面进一步包含所说接线面的一条边线(10)，所说的边线在所说的横方向(DT)中延伸，和

-所说的短路导体(C2)，所说的短路导体在所说的垂直方向(DV)中延伸，并在所说的谐振结构上至少近似地加上一个四分之一波型的谐振，

-所说的天线进一步包括一条耦合线，用于将一个在所说的耦合线中传播的行波和所说的谐振结构的谐振耦合起来，所说的耦合线包括：

-一个主导体，它在一个内部连接点(18)处和所说的接线面(6)连接，和

-一个接地面导体，它平行于所说的主导体并在所说的主导体的旁边，

所说天线的特征在于所说耦合线的主导体包括一个在所说的短路导体(C2)旁边的垂直部分(C3)并构成所说的第一个连接导体，所说的耦合线的所说的接地面导体包括一个垂直的部分，该垂直的部分由所说的短路导体组成，该短路导体通过一条垂直线使所说的谐振结构连接到所说的信号处理装置(8)，该条垂直线包括形成所说耦合线的一部分的所说诸导体的所说的诸垂直部分。

3．一个根据权利要求2的天线，它的特征在于耦合线的所说的主导体进一步包括一条水平耦合带(Cl)，该耦合带在所说的顶导电层中形成并在所说的纵方向(DL)中延伸，使所说导体的所说的垂直部分(C3)连接到所说的内部连接点(18)，通过两个在所说水平耦合带的各条边线上的纵向的侧面槽缝(F4,F14)，将所说的水平耦合带和所说的接线面分隔开来，所说耦合线的所说的接地面导体进一步包括一个水平部分，该水平部分由在所说的耦合带的每一侧上的所说的接线面组成，所说的水平耦合带和主导体的所说的水平部分构成一条水平的共面线。

所说的天线包括一个在所说的边表面(S3)的诸区域上的垂直导电层，所说的短路导体是一个复合的短路导体，它包括两个所说的短路导体(C2,C12)，所说的两个短路导体包括二条垂直的短路带，它们形成在耦合线的主导体的所说垂直部分(C3)的各相对边上的所说垂直导电层的一部分，耦合线包括一条垂直的耦合带，该耦合带也是所说的垂直导电层的一部分并且通过各条垂直的侧面槽缝(F5,F15)将该耦合带和所说的两个短路导体分隔开来，使得所说的垂直线部分构成一条垂直的共面线，该垂直的共面线连接到所说的水平的共面线而没有大的阻抗不连续性。

4．一个根据权利要求3的天线，它的特征在于垂直的共面线(C2,F5,C3,F15,C12)只在所说的接线面(6)的宽度的一部分上形成。

5．一个根据权利要求2到4中任何一项的天线，它的特征在于它对于一个通过所说接线面(6)的一根对称轴(A)并在所说垂直方向(DV)中的平面是对称的。

6．一台无线电通信设备包括：

-一个根据权利要求1到5中任何一项的天线，和

-一个信号处理装置(8)，它通过所说的诸连接导体(C3,C2,C12)和所说的天线相连接。

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