CN1242512C - 带有贴片安装装置的微波天线 - Google Patents

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Abstract

说明书描述了一个微波天线，它具有用于电介质板和辐射贴片的简单安装装置。该安装装置包括一个固定于所述外壳下端的安装支柱，并且沿中心通过一个电介质板上的耦合窗向上延伸至贴片上对准的开口。贴片和电介质板固定在一个关于外壳明确的位置上并且它们之间的相互距离也得到固定。

Description

带有贴片安装装置的微波天线
技术领域
本发明涉及一个微波天线，该天线具有至少一个用来固定天线上辐射贴片的安装装置。这种天线包括：
-一个导电材料的辐射贴片，
-一个刚性材料的外壳，
-一个电介质板，
-一个位于所述电介质板上表面作为地平面的导电层，所述导电层具有一个位于其中央的耦合窗，以及
-一个位于所述电介质板的另一个下表面的用来通过耦合窗向所述的辐射贴片馈送微波功率的馈电网络。
背景技术
这种普通类型的天线公开于例如WO 97/43799(Allgon AB)和WO 99/31757(Allgon AB)中。这两种天线都是双偏振工作的，这是通过一对相互垂直的且相交的槽来形成耦合窗而实现的。后一文献同时也公开了一个用于双频带工作的双贴片设计。
这两篇文献中所没有解决的一个实际问题在于提供一个能够快速安装天线上的电介质板和相应的一个或多个辐射贴片结构。为了天线的正常工作，电介质板和一个或多个贴片必须被固定在一个精确的位置上以实现特定的辐射特性。此外，对于双偏振工作的天线，保持两个分立通道的有效隔离是很重要的。
发明内容
本发明的主要目标就在于提供带有简单安装装置的一个微波天线，它允许天线的简便而快速的装配，并且使得很多元件，尤其是电介质板和贴片，能够固定在一精确的位置上。
本发明提供的天线实现了该主要目标。相应的，贴片和电介质板具有分别位于贴片和电介质板中央且相互对准的孔，并且安装装置包括一个安装支柱，该支柱的下端固定于外壳。该支柱沿中心延伸通过所述的接地平面层的耦合窗，并且与贴片和电介质板的相互对准的孔相对准。该支柱的上端固定于所述的贴片。这样就能就将贴片和电介质板固定在一个相对所述外壳精确的位置上并且它们之间的相互距离也得到固定。
通过这样的结构，安装操作变得非常简单。首先，支柱在外壳中央的位置上被固定于外壳或与外壳成为整体，这样就能竖直立在其上。其次，带有馈电网络和地平面层的电介质板被支柱穿过，在上方，贴片被一个紧固螺丝固定于支柱的顶部。可替换地，安装支柱可以是通过贴片和电介质板的孔延伸的较长的螺丝，并且在其下端与外壳有螺纹连接。
贴片最好是与电介质板隔开一个固定的距离，这是通过隔离确定它们之间距离的元件来实现的。在一个优选的实施例中，贴片和电介质板通过隔离元件固定在一起并且作为一个整体安装到外壳上。
更好的情况是，当贴片固定于安装支柱的上端时，贴片和电介质板被一起夹钳于外壳上以牢固安装。
安装支柱可以自由的通过电介质板和耦合窗，这使得电介质板被夹钳到外壳上时位于一个精确的位置。
已经表明中央的支柱、贴片和电介质板上的对准的孔不会对天线的辐射特性产生负面影响。
通过下文的具体描述，这些和其它一些特点将变得更明了。
附图说明
下文将通过对说明具体实施例的附图的参考来描述本发明。
图1是根据本发明的微波天线的透视、分解图；
图2是图1中天线从下方观察的透视图；并且
图3是装配后的图1中的天线。
具体实施方式
图1仅仅表示了天线中那些对理解本发明很重要的部分，为了说明清晰，一些机械和电器的部分没有包含在图中。
在图1的底部，有一个刚性的金属材料的外壳1，这里金属材料例如为金属铝。在本实施例中，有一单个天线元件(在图1的顶部)。应该理解根据本发明的天线可以包括多个天线元件，例如排成一排或一阵列。
该外壳1具有一个中间的矩形凹部2和一个底盘3。在凹部2的一个侧壁上，有一个伸入到凹部2以内的外壳部分4。该部分4用来支撑一个零件(没有表示出来)，该零件被用来将一个或多个馈电缆或馈电管道(没有表示出来)连接到一个位于电介质板10下表面的馈电网络11。也请参考图2。
在矩形的并且面积比凹部2的矩形区域大一些的电介质板10的相反的上表面，提供有导电层12。该导电层12是作为天线的地平面的，并且它被耦合到导电条13，该导电条在电介质板10的下表面的边缘部分延伸。这样，通过图3所示的装置的装配，地平面12将被电耦合到外壳1上，该外壳1也是作为天线的反射器的。
微波功率通过馈电网络11和位于地平面12中央的一个耦合窗14馈送给上面的辐射贴片20。该贴片20也是矩形的并且相对凹部2以及电介质板10处于中央。
该辐射贴片20是用导电材料制成的，可能为在电介质衬底上的一层镀膜的形式。
在所描述的优选实施例中，耦合窗14由一对指向相互成直角的矩形槽14a，14b形成，这样就能够为从贴片20中辐射出的微波功率提供双偏振。每个槽14a，14b由所对应的馈电网络中的馈电元件11a，11b馈电，这正如已经知道的。
在槽14a，14b的交点，窗14被扩大以形成一个中央孔14c。在本实施例中，该孔14c实质上是正方形的并且它的大小可以自由地容下安装支柱30。
该辐射贴片20和它的衬底，如果有衬底的话，具有一个与电介质板10的孔14c以及安装支柱30相对准的中央孔21。该孔21的大小在有些情况下特别需要能够容纳螺丝40。该螺丝40具有一个螺丝头41并且它的大小使得它的螺线42和位于安装支柱30顶部的带螺纹的孔相吻合。该支柱30最好是用金属做的，这样能够对电介质板和贴片提供一个牢固的支撑。
该贴片20通过四个塑料隔离元件22固定在离开电介质板10一个预设距离的位置。这些隔离元件22确保了贴片20和电介质板10之间相隔一个预设的距离。并且，通过快速装配到贴片和电介质板的相应孔中，它们将贴片和电介质板结合成一个部分。
由贴片20和电介质板10结合而成的部分被置于安装支柱30的之上。接下来，电介质板10被精确的密接在外壳上，电介质板的边缘部分与凹部2相接。这样，电介质板10上的地平面层就被电耦合至金属外壳1。通过在螺丝40上施加一定的扭矩，电介质板10会通过中间的贴片20和隔离元件22与外壳1贴紧。完整的装置表示于图3。
需要指出的是，中心处的安装支柱30尽管它的尺寸很大，却很少能对从馈电网络到辐射贴片传送的微波功率产生任何影响。它也不会对天线的辐射特性产生严重的影响。
当然，上述结构很大程度上方便了装配或安装操作。此外，自由安装的辐射贴片20可以作为冷却装置。产生于电介质板10或其它与外壳1有热接触的部分的热量会通过安装支柱30传到贴片20。
原理上，贴片和电介质板可以具有不同于矩形的形状。它通常可以是多边形、圆形、椭圆或其它关于安装支柱的中心轴对称的图形。此外，隔离元件22可以用电介质材料的圆柱体来代替。
在本公开中，“上”和“下”的定义须结合附图。当然，在使用时天线可以有不同的取向，而这些定义就需要相对应着去理解。

Claims (9)

1.一个微波天线，它具有至少一个用来把一个辐射贴片固定到天线上的安装装置，所述的天线包括：
一个导电材料的辐射贴片(20)，
一个刚性材料的外壳(1)，
一个电介质板(10)，
一个位于所述电介质板上表面作为地平面的导电层(12)，所述导电层具有一个位于中央的耦合窗(14)，以及
一个位于所述电介质板的另一个下表面的馈电网络(11)，它用来通过耦合窗向所述的辐射贴片馈送微波功率，
其特征在于，
所述贴片(20)和所述电介质板(10)具有相互对准的、分别位于所述贴片和所述电介质板中央的孔(21，14c)，以及
所述安装装置包括一个安装支柱(30)，支柱的下端固定于所述外壳(1)，这样支柱就沿中心通过所述的耦合窗(14)并且和所述贴片和所述电介质板的所述相互对准的孔(21，14c)相对准，以及
所述安装支柱(30)的上端固定于所述的贴片(20)，这样所述贴片(20)和所述电介质板(10)相对于所述外壳(1)固定在精确的位置上，并且它们相互之间有一个距离。
2.权利要求1中所定义天线，其中
所述的安装支柱(30)下端固定于所述的外壳(1)并且一直延伸至所述贴片(20)的下表面，并且
所述贴片(20)通过紧固螺钉(40)固定于所述安装支柱(30)上，该紧固螺钉具有一个夹钳在所述贴片上表面的螺丝头(41)。
3.权利要求1中所定义天线，其中
所述贴片(20)通过定义了所述距离的隔离元件(22)而被放置在距离所述电介质板一定距离的位置。
4.权利要求3中所定义天线，其中
所述贴片(20)和所述电介质板(10)通过所述隔离元件(22)固定在一起并且作为一个整体安装在所述外壳(1)上。
5.权利要求3中所定义天线，其中
所述贴片(20)和所述电介质板(10)被一起夹钳到所述外壳(1)上，这样就可以牢固地放置。
6.权利要求5中所定义天线，其中
所述安装支柱(30)自由地延伸通过所述电介质板(10)和所述耦合窗(14)。
7.权利要求1-6中任一权利要求所定义天线，其中
所述耦合窗(14)包括两个相互垂直且相交于中间部位的槽(14a，14b)，其中窗(14c)的大小适合容下所述安装支柱(30)。
8.权利要求1所定义天线，其中
所述外壳(1)具有一用来容纳所述馈电网络的凹部(2)，所述电介质板(10)的边缘部分被钳在所述凹部(2)之外的所述外壳(1)上。
9.权利要求8中所定义天线，其中
所述电介质板(10)的边缘部分在其接触所述外壳(1)的下表面具有一金属接触条(13)，所述接触条被电耦合于位于所述电介质板(10)的相反的上表面的所述地平面层(12)，这样所述外壳就形成了所述地平面层的电延伸。
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