CN1248349A - 无线电信号收发装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供收发具有两种不同极化作用的无线电信号的天线单元。天线单元(140)有一个槽口和一个孔隙(141)分别与微带元件(143)及其上的导电表面(142)合成一个整体。孔隙(141)在导电表面(142)上平行于其极化方向配置。槽口配置在孔隙(141)正下方的下层。微带元件(143)的导电表面(142)配置得使其以垂直极化和第一水平射束宽度收发无线电信号。槽口配置得使其以水平极化和第二水平射束宽度收发无线电信号。第二射束宽度与第一射束宽度大致相等。天线单元(140)非常小巧、质轻且功耗低。用多个天线单元(140)可设计出扇形天线或天线阵。

Description

无线电信号收发装置
技术领域
本发明涉及用于收发无线电信号的天线器件和天线装置，特别是安置在流动天线电系统基地台上的那一种。
技术现状
无线电信号通信系统的设计和尺寸方面的选定，其中一个重要部分是天线的性能。这些性能尤其影响着蜂窝系各蜂房的设计(规模，形式，数量)。这些性能的其中之一是天线的无线电覆盖范围。
当初，采用的只是所谓的全向天线，其覆盖范围遍及四面八方，包括基地台所能顾及的范围。需要扩大覆盖范围时，就在原来的蜂房附近设新的蜂房，在新峰房中心设一个新基地台。
后来，从系统的角度考虑，发现将覆盖范围划分成几个扇区有好处，例如，将整个圆圈划分成三个扇区。供这种覆盖范围使用的天线叫做扇形天线。这种天线当基地台设在各蜂房之间的交叉点时特别有好处，这时各扇形天线覆盖住一个蜂房和有关基地台，从而可以一次伺候几个蜂房。
扇形天线的覆盖范围由天线在水平平面上的天线射束宽度确定。
天线的另一个重要性能是其极化作用，更确切地说，天线所收发的信号的极化作用。当初，基地台天线中只采用垂直极化。如今，往往同时在例如水平平面和垂直平面，这里指的是0度和90度平面或它们之间的倾斜角在±45度之间的斜面上采用两种线性极化(极化分集)。通常，天线进行两种极化时的覆盖范围必须相同。
今天使用的供两种极化用的扇形天线，其射束宽度约为60～70度。目前，宽波瓣天线只能制成只有一个极化方向的。现在，为使基地台的覆盖范围适应现有的系统和环境地形，许多话务员都要求供两极化用的、射束宽度为80～90度的天线。
扇形天线由一个柱体连同一些类型的天线元件在一种或两种极化情况下在有限的覆盖范围内接收和/或发送信号。这些天线元件可采用例如所谓的微带元件。微带元件的辐射体呈导电表面(经常叫做带片)的形式，位于接地平面前面。导电表面与接地平面之间的空间可充以绝缘材料或空气。空气的好处是质轻、便宜、不引起功耗。为使微带元件有效地作用，带片的长度必须与极化方向的谐振长度相当，通常约为半个波长。
天线某一平面上的射束宽度与天线在该平面的尺寸成反比。基地台天线的垂直射束宽度往往在5～15度左右，这是基地台的环境地形要求的。此射束宽度不难通过改变天线在垂直方向的元件的数目来调节。在水平方向，天线的宽度不能取得比一个元件小。举例说，若天线是在水平方向极化的，则元件的宽度由上述谐振条件确定。
一种具有两种不同极化方向的天线装置，由多个具有方形的辐射元件的微带元件组成。各辐射元件有两个不同的馈线。一个馈线发送或接收与另一馈线发送或接收的不同的一定极化作用的信号。这意味着微带元件必须在两个方向谐振(各极化方向谐振一次)，从而意味着辐射元件的宽度必须相当于半个波长。反过来这说明要产生比60-70度还要宽的波瓣非常困难。用于扩大波瓣宽度的周知的一种方法是给微带元件充以介电常数大于1的绝缘物质。这样既减小了波长也从而减小带片的谐振幅度。但这样做，不仅使天线的重量增加了，造价提高了，而且还由于绝缘物质不可避免的功耗而使天线的性能下降。
美国专利US5223848介绍了一种由多个具有一对矩形辐射元件的微带元件组成的天线，各辐射元件经馈电后在同时在垂直和水平方向的极化作用下发送和接收信号。这些辐射元件可以是导电表面或其它辐射元件。辐射元件对中的辐射元件都在两种频率下以不同的极化方向发送和接收信号。
发明简介
本发明要解决的问题是如何使采用平面导体技术的扇形天线能在两个不同极化方向的情况下同时有效地产生极宽的天线波瓣(大于70度)，而同时又是小巧紧凑、质轻而且便宜。
更具体地说，问题在于如何使天线必须在两个方向谐振的天线元件能在两个极化方向的情况下发送和接收信号。这样做限制了设计小巧紧凑、质轻、产生的功耗小且便宜的天线的可能性。
要使狭窄的扇形天线产生宽度相同的天线波瓣，而在水平平面上具有两个不同的极化方向时也存在类似的问题。
因此，本发明目的是制取一种两天线波瓣的宽度大致相同、大于一定宽度且两极化方向不同、功耗小、小巧、质轻且便宜的天线。
更具体地说，本发明旨在制取一种天线波瓣在水平平面的宽度大于70度的天线。
本发明的普通天线单元中采用了两种不同类型的天线元件，其中天线元件的类型和几何形状使天线单元尽可能小巧、质轻。各类型天线元件设计得使其在一特定的极化作用下发送或接收信号。
更具体地说，本发明涉及一种具有两种类型天线元件的天线单元，第一种类型的天线元件为例如微带元件，第二种类型的天线元件狭窄、质轻、为例如在接地平面的一个槽口。第一种天线元件仅为第一极化方向设计，第二种天线元件仅为与第一极化方向不同的第二极化方向设计。这些天线元件可以配置得只占据非常小的表面，就是说，天线可以制成天线波瓣大于某一角度例如70度而不致使重量增加且/或造价提高的那一种。
本发明还涉及一种由一定数目的所述天线单元组成的天线装置。这些天线单元可以例如成一列排列，由此形成扇形天线。这种扇形天线也可以制成天线波瓣大于某一角度(例如70度)而不致增加其重量和/或提高其造价。
本发明的一个好处是天线在水平平面的波瓣在两个极化方向不同的情况下可以非常之宽(70～90度)。从系统的角度看，两天线波瓣大致同宽有很大的好处，尤其是可以在天线的整个覆盖范围利用极化分集。
此外还有这样的好处，它可容易地制成既小巧、质轻又便宜的天线尤其是扇形天线。
本发明还可以制取成列天线(成排的天线元件)间距小于半个波长的二维天线阵，这样就可无需产生所谓的栅格波瓣而产生一个或多个具有大输出角的天线波瓣。
上述各天线也可以按本技术领域周知的方法通过将个别无线电信号组合到相应的天线元件上，从而大角度范围内产生一个或多个圆极化作用。
附图简介
现在参看附图说明本发明。
图1是扇形天线的天线波瓣示意俯视图。
图2是第一微带元件的横向剖视图。
图3是第二微带元件的横向剖视图。
图4是接地平面上的槽口连同平面导体型供电导体的横向剖视图。
图5是接地平面上一个槽口的正视图。
图7是图6中所示天线的横向剖视图。
图8是第二现有技术天线的正视图。
图9是本发明的第一实施例天线单元的正视图。
图10是图9中所示天线单元的横向剖视图。
图11是由本发明的第一实施例天线单元组成的第一实施例扇形天线的正视图。
图12是本发明的第二实施例天线单元的正视图。
图13是图12中所示天线单元的横向剖视图。
图14是由本发明的第二实施例天线单元组成的第二实施例扇形天线的正视图。
图15是由本发明的第一实施例天线单元组成的第三实施例扇形天线的正视图。
图16是由本发明的第二实施例天线单元组成的第四实施例扇形天线的正视图。
图17是帛本发明的第二实施例天线组成的一个实施例天线阵的正视图。
图18示出了可用于以上所有实施例中的槽口的三个实例。
图19是栅格带片的一个实例的正视图。
最佳实施例说明
图1是在特定方向收发无线电信号的天线30的天线波瓣俯视图。这种天线30叫做扇形天线。扇形天线辐射的主要部分是在叫做天线前波瓣的特定有限部位31。此外，还有叫做旁瓣第二实施例扇形天线的正视图。
图15是本发明第一实施例天线单元组成的第三实施例扇形天线的正视图。
图16是本发明第二实施例天线单元组成的第四实施例扇形天线的正视图。
图17是本发明第二实施例天线组成的一个实施例天线阵的正视图。
图18示出了可用于以上所有实施例中的槽口的三个实例。
图19是栅格带片一个实例的正视图。最佳实施例说明
图1是在特定方向收发电信号的天线30的天线波瓣俯视图。这种天线30叫做扇形天线。扇形天线辐射的主要部分是在叫做天线前波瓣的特定有限部位31。此外，还有叫做旁瓣32a-b和后瓣33的部位。天线的射束宽度34为在前瓣31中天线场强F超过Fmax/√2的部分，其中Fmax为前瓣31中最大的场强。
微带元件40(见图2-3)和接地平面60中的槽口(见图4-5)是不同类型天线元件的一些实例。
图2是第一微带元件40的横截面。微带元件40由绝缘体41、接地平面42和有限表面(带片)43组成。绝缘体41的介电常数为ε。接地平面42处在绝缘体41下面，由例如铜之类的导电材料制成。有限表面(带片)43由导电材料制成，例如配置在绝缘体41上方的铜质方形表面。导电表面43是能往大气中发送或从大气中接收信号的辐射元件的一个例子。下面将微带元件40上的导电表面43称之为表面元件43。表面元件43的尺寸主要由极化作用和有关信号的波长确定。扇形天线呈柱体形式，具有一定数量的微带元件40配置成普通的天线结构。
微带元件40上的表面元件43必要时可配置在由电气绝缘材料制成的盘44上。这时表面元件43可如图2中所示配置在盘44的上方或下方。
表面元件也可以配置在表面元件43与接地平面42之间的一个或多个支撑件51a-b上，见图3。图3示出了微带元件40的另一个实施例。
图4是天线元件60的横向剖视图。天线元件60有一个槽口61和一个馈线63。槽口61在接地平面62上。馈线61是平面导体型的，用于供电给槽口61和从槽口61得电。通往接地平面62的槽口61的馈线63配置在槽口61下方。绝缘体64配置馈线63与接地平面62之间。来往槽口61的信号由电磁传输通过绝缘体64传送给馈线63或从馈线63传送过来(槽口61处于受激状态)。
图5是在接地平面62有槽口61的天线元件60的横向剖视图。接地平面62的槽口61是辐射元件的另一个例子，和上述表面元件43一样能通过大气收发信号。
综上所述，现有技术的天线采用方型辐射元件为表面元件型的微带元件，能以两种不同的极化方向与各表面元件互通信号。图6是这种由三个表面元件81a-c组成的天线80的示意图。表面元件18a-c为产生上述0/90度的极化作用在两个方向(水平和垂直)谐振。各表面元件81a-c的馈线82a-c和83a-c分别用于水平极化和垂直极化。
图7(参看图2)是天线80连同表面元件81a和处在底下的接地平面91的横向剖视图。表面元件81a和接地平面91之间配置着绝缘体92。若绝缘体92是空气，则前瓣31(见图1)在两个极化方向下的射束宽度34在60和70度之间。
选取介电常数εr大于例如2的绝缘体92可以减小天线80的体积，从而使前瓣31宽。但这样做增加了天线80的功耗和重量，而且造价进一步提高。
图8示出了微带元件采用上述美国专利US5223848的那一种的天线100。第一和第二矩形表面元件101和102分别有两个馈线103-106，分别供各表面元件101-102在两不同极化方向下使用。各表面元件101-102以两种不同的频率f1和f2收发信号。第一频率f1用于在第一表面元件101中的水平极化和在第二表面元件中102的垂直极化，另一频率f2用于在第一表面元件101中的垂直极化和在第二表面元件102中的水平极化。这些表面元件101-102可用具有两馈线的另一种类型的辐射元件代替。
在下面说明的一些实施例中，各天线设计成层叠结构。各天线都描述成是似乎水平排列取向，且具有上、中、下三层。当然天线也可按另一种排列取向配置，例如直立的。在此情况下，上层相当于前层，下层相当于后层，位于天线下方的部分相当于位于其后的部分。
图9是本发明的第一实施例用于在0/90度极化作用的情况下收发信号的天线单元110的正视图。这里可以看到天线单元110设计成矩形。天线单元110由若干部分构成的微带元件111组成，上层有矩形表面元件112，中层的接地平面114上有矩形槽口113(图9中没有示出接地平面)。
表面元件112具有预定的长度le1和宽度we1，槽口113的长度ls1和宽度Ws1都是预定的。这些长度le1和ls1与天线单元收发信号所使用的波长有关。宽度we1确定水平平面中元件的射束宽度。宽度Ws1实质上确定槽口的带宽。表面元件112在天线单元110上配置得例如使下缘115与槽口113的上缘116齐平。
图10为天线单元110的横向剖视图。天线单元110的第一盘121由绝缘材料制成，其上层配置有表面元件112，下层配置着绝缘材料制成的盘123，具有供电给槽口113的馈线124，中层配置有接地平面114。槽口113在接地平面114上配置得使表面元件112不用担心伸入接地平面114中。第一绝缘体122(例如空气)配置在绝缘材料制成的第一盘121与接地平面114之间。第二绝缘体125(例如空气)配置在接地平面114与绝缘材料制成的第二盘123之间。若绝缘体122和125由空气组成，则当然各侧壁适当配置得可以支撑盘121，123和接地平面114。
接地平面114可例如由具所述槽口113或导电材料制成的盘的导电材料组成，盘上配置有带槽口113的导电表面。
图11是本发明第一实施例扇形天线130的正视图。扇形天线130由第一实施例的天线单元组成，用于在0/90度的极化作用下收发信号。这里可以看到，天线130制成矩形。天线130由四个天线单元110a-d(图11中没有标出)组成，各天线单元与图9和图10中所示的类似，彼此一个接一个地配置，天线单元110a-d彼此以共同的结构结合成一个整体。
各天线单元110a-d的矩形表面元件112a-d(见图11)成一列排列，各短边彼此面对面，各表面元件的各中心之间的第一中心距ac1例如为一常数。这些矩形表面元件还配置得使其纵轴线平行于天线的纵轴线。中心距ac1相当于电磁波通过各馈线和微带元件传播时所在介质中的波长。
在各相应天线单元110a-d的接地平面114上的槽口113a-d也成一列排列，各短边彼此面对面，各槽口113a-d中心之间的第二中心距ac2例如为一常数。各槽口配置得使其各纵轴线平行于天线的纵轴线。这里可以令中心距ac2等于中心距ac1。
表面元件112a-d组成的一列和槽口113a-d组成的一列彼此在扇形天线的纵向平行移动。两列配置得彼此间隔一定间距ak。间距ak选择得使表面元件112a-d不致妨碍槽口113a-d的作用。
表面元件112a-d通过中央馈电电缆131获得供电，借助于三个与表面元件112a-d相互供电的馈线132a-c分别从112c串联连接至112d，从112c串联连接至112a。这意味着表面元件112a-d可在垂直极化的情况下以第一水平射束宽度34互通信号。
从图11还可以看到，给槽口113a-d供电或从槽口113a-d获得供电的馈线124a-d如何与相应的槽口113a-d并联连接。馈线124a-d配置得使其激励槽口113a-d，从而可以在水平极化和第二水平射束宽度的情况下收发信号。第二射束宽度34与第一射束宽度大致相等。
电源和给槽口113a-d供电或从槽口113a-d获得供电的馈线以及表面元件112a-d的排列方式除上面结合图11所述者外还有许多方式。馈电给表面元件112a和112d的馈线132a和132c可例如通过并联馈电直接与中央供电导线131连接。给表面元件112a-d的供电或从表面元件112a-d的供电也可不通过中央供电导线131而通过设置探头或设置孔跟进行。
将天线130各部分彼此相对固定的器件包括例如围绕天线130的杆子，适当的侧壁或天线130两侧的支撑件。另一个例子是封闭的外壳，例如屏蔽罩。绝缘体122和125由空气组成时，用于固定各部分的器件特别有用。
第一实施例的扇形天线130在16厘米波长下的尺寸例举如下：表面元件的长度le1＝7.5厘米表面元件的宽度we1＝4厘米槽口长度ls1＝8厘米槽口宽度ws1＝0.5厘米间距ak＝1厘米第一绝缘体的高度hd1＝1厘米第二绝缘体的高度hd2＝0.2厘米上述尺寸是估计的。
图12是本发明第二实施例，用于在0/90度极化作用下收发信号的天线单元的正视图。这里在可以看到，天线单元140设计成矩形。此实施例是在结合图9说明的第一实施例的基础上提出的。天线单元140由与微带元件143(见图12)形成一个整体的槽口151(见图13)和与微带元件143上的表面元件142形成一个整体的孔隙141组成。表面元件142连同整体化的孔口141下面称之为辐射单元144。孔隙144在表面元件142中平行于其极化方向配置，目的是使其不致妨碍任何电流通路。这意味着忽略不计信号在天线单元140两正交极化方向之间耦合的风险。表面元件142的长度le2和宽度we2是预定的。长度le2与天线单元140收发信号所使用的波长有关。宽度we2确定表面元件在水平平面上的射束宽度。
从图12可以看到，孔隙141在表面元件143中固定的长度la和宽度wa是预定的。孔隙的长度la也可以比表面元件的长度le2长。在此情况下，表面元件被划分成两个细长部分191a-b，见图19。表面元件也可以由两个以上的细长部分191a-c构成，各部分之间有孔隙192a-b。这样的表面通常叫做格栅式带片，参看1993年6月8至9号在荷兰奴威克的第16次关于双极化天线的ESA专题讨论会的记录第79-89页题为“双极化孔眼耦合的印制天线”的文章。
图13是天线单元140的横向剖视图。天线单元140的上层是第一盘121，由绝缘材料制成，上面设有如图12中所示的辐射单元144(图13中没有标出)，天线单元140的中层带接地平面114，上层与中层之间是第一绝缘体122，例如空气。接地平面114中设有槽口151配置在孔隙141的正下方。第二绝缘体125(例如空气)配置在接地平面114与第二盘123之间。第二盘123由绝缘材料制成，其下层设有槽口151的馈线152。若绝缘体122和125由空气组成，则当然要适当使侧壁支撑着盘121和123以及接地平面114。
在此情况下，接地平面114也可由例如带有所述槽口151或导电材料制成的盘的导电材料构成，上面设有带槽口151的导电表面。
槽口151的长度ls2和宽度ws2是预定的，例如与孔隙141预定的长度la和宽度wa一致。预定长度ls2与天线单元140收发信号所使用的波长有关。宽度ws2实质上确定槽口的带宽。
天线单元140再加上本技术领域的公知技术可用以在大角度范围内产生圆极化作用。
图14是本发明第二实施例的天线单元组成的第二实施例供在0/90度极化的情况下收发信号的扇形天线160的正视图。这里可以看到天线160设计成矩形。天线160由天线单元140a-d(图4中没有标出)组成，各天线单元与图12和13中所示的类似，一个接一个地以共同的结构配置。这就是说，天线160上层有四个矩形辐射件144a-d，中层有四个槽口151a-d(图14中没有示出)。
各天线单元140a-d上的矩形辐射单元144a-d排成一列，各短边彼此面对面，辐射单元144a-d各中心之间的中心距dc3，例如为一常数。辐射单元144a-d还配置得使其纵轴线平行于天线的纵轴线。中心距与电磁波通过馈线和微带元件时在介质中传播时的波长相当。
各辐射单元144a-d中的表面元件142a-d分别用三对并联馈线162a-c从142c至142d和从142c至142a串联连接，通过中央供电导线161获得供电。由于馈线是串行的，因而表面元件142a-d能以垂直极化和第一水平射束宽度收发信号。由于接插件162a-d是并联的，因而电流在整个表面元件上均匀分布。
图14还示出了各天线单元140a-d中给各槽口151a-d(图14中未示出)供电或从这些槽口获得供电的馈线152a-d如何串联连接。各馈线152a-d配置在相应各槽口151a-d下方，以预定的方式激励这些槽口。各槽口151a-d又通过辐射单元144a-d上的孔隙141a-d辐射，从而可以在水平极化下以第二水平射束宽度34收发信号。第二射束宽度大致等于第一射束宽度。
除结合图14所示和所述的方式外，给各槽口151a-d和表面元件142a-d供电和从这些槽口和元件获得供电的电源和馈线还可按其它许多方式配置。例如，槽口151a-d的馈线152a-d可按图11中槽口113a-d的馈线124a-d同样的方式配置。
用于固定天线160各部分的器件可以例如包括围绕天线160的一个杆子，和天线160两侧的适当侧壁或支撑件。另一个实例是环绕着的外壳，例如屏蔽罩。当绝缘体122和125由空气组成时，用于固定各部分的器件特别有用。
下面例举第二实施例，其波长为16厘米的扇形天160的各尺寸的实例。表面元件的长度le2＝7.5厘米表面元件的宽度we1＝4厘米孔隙的长度la＝槽口的长度ls2＝7厘米孔隙的宽度wa＝槽口的宽度ws2＝0.5厘米第一绝缘层的高度hd1＝1厘米第二绝缘层的高度hd2＝0.2厘米上述各尺寸是估计的。
图15是由本发明第一实施例的如图9和图10所示的天单元组成的第三实施例的扇形天线170的正视图。第三实施例是在结合图11说明的第一实施例的基础上提出的。扇形天线170由四个第一实施例的天线单元110a-d组成，一个接一个地配置着，各天线单元以共同的结构形成一个整体。现在结合图9和图10更详细地说明天线单元110a-d。天线单元110a-d相对于第一实施例(图11)的扇形天线130反时针倾斜45度。这意味着天线170能以±45度的极化收发信号。两个极化作用的射束宽度大致相等。此外，天线的设计与天线130的相当。
天线单元110a-d还可以按任何角度顺时针或反时针倾斜。
图16示出了由本发明第二实施例的如图12和13中所示的天线单元组成的第四实施例的扇形天线180。第四实施例是在结合图14说明的第二实施例的基础上提出的。扇形天线180由四个第二实施例的天线单元140a-d一个接一个地配置组成，天线单元140a-d以共同的结构结合成一个整体。现在结合图12和图13更详细地说明天线单元140a-d。天线单元140a-d相对于第二实施例(图14)的扇形天线160反时针倾斜45度。这意味着扇形天线180以±45度的极化收发信号。两个极化的射束宽度大致相等。此外，扇形天线180的设计与扇形天线160的相当。
天线单元140a-d也可按任意度数顺时针或反时针倾斜。
图17是由本发明第二实施例的如图12和图13所示的天线单元组成的供在两极化方向收发信号的天线阵190的一个实施例的正视图。此实施例是在结合图14说明的第二实施例的基础上提出的。天线阵190由四个平行列组成，各列中具有四个第二实施例的天线单元140a以共同的结构结合成一个整体形成的二维天线阵190。各列可按本技术领域周知的方式且按各极化作用分别连接成波瓣整形网络，用以在水平平面中产生一个或多个固定或可调节的波瓣。各列中心线之间的中心距dc4可以小于相应的空气中半个波长的间距。这可以使天线190的输出角大且避免产生格栅波瓣。
波长16厘米的天线阵的中心距dc4可选取例如7厘米。
在上述本发明的实例中，槽口113a-d，151a-d和孔隙141a-d都是矩形，但也可取其它形状。图18是槽口113a-d和151a-d不同形状的三个实例。这些槽口的形状如图18中所示。
图19是结合图12说明的。

Claims (22)

1.一种收发无线电信号的天线单元，包括：
第一种类型的第一天线元件(40，111，143)，用于以第一射束宽度(34)在第一极化方向收发无线电信号；
第二天线元件(60)，用于以第二射束宽度(34)在第二极化方向收发无线电信号；
其特征在于，第二天线元件(60)的类型与第一天线元件(40，111，143)不同，且各第一(40，111，143)和第二(60)天线元件配置得使其只在在一个极化方向收发无线电信号，其中所述第一和第二射束宽度(34)大于70度。
2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，各天线元件的第一和第二射束宽度(34)在公用平面上的大小大致相等。
3.如权利要求1或2所述的天线单元，其特征在于，第一天线元件(40，111，143)配置得使其极化方向大致正交于第二天线元件(60)的极化方向。
4.如权利要求1，2或3所述的天线单元，其特征在于，第一天线元件(40，111，143)是个微带元件，由表面元件(43，1 12，142，191)那种类型的辐射元件(43，112，142，191)组成，第二天线元件(60)是在接地平面(62，114)上的一个槽口(61，113，151)。
5.如权利要求1～4的任一权利要求所述的天线单元，其特征在于，天线单元还包括：
第一(122)和第二(125)绝缘体；
微带元件(111，143)中的表面元件(112，142，191)的馈线(132，162)，配置得使其只在第一极化方向与表面元件(112，142，91)互通信号；
槽口(113，151)的馈线(124，152)，用于与槽口(113，151)只在第二极化方向互通信号。
6.如权利要求5所述的天线单元，其特征在于，表面元件(112)的馈线(132)、具有槽口(113)的接地平面(114)和槽口(113)的馈线(124)以层叠结构配置。
7.如权利要求6所述的天线单元，其特征在于，表面元件(112)和槽口(113)的馈线(124)构成两外层，具有槽口(113)的接地平面(114)在该元件与馈线之间，配置得不致因表面元件(112)可能伸到接地平面(114)上而覆盖住槽口(113)。
8.如权利要求6或7所述的天线单元，其特征在于，第一绝缘体(122)配置在表面元件(112)与具有槽口(113)的接地平面(114)之间，第二绝缘体(125)配置在具有槽口(113)的接地平面(114)与槽口(113)的馈线(124)之间。
9.如权利要求6-8的任一权利要求所述的天线单元，其特征在于，表面元件(112)及其馈线(132)配置在其中一个外表面由绝缘材料制成的第一盘(121)上，槽口(113)的馈线(124)配置在另一外表面由绝缘材料制成的第二盘(123)上，
10.如权利要求5所述的天线单元，其特征在于，至少一个孔隙(141，192)与表面元件(142，191)结合成一个整体，形成辐射单元(144)，在辐射单元(144)中，孔隙(141，192)在表面元件(142，191)中配置得平行于表面元件的极化方向。
11.如权利要求10所述的天线单元，其特征在于，辐射单元(144)、表面元件(142，191)的馈线(162)、具有槽口(151)的接地平面(114)和槽口(151)的馈线(152)配置成层叠结构。
12.如权利要求10或11所述的天线单元，其特征在于，辐射单元(144)和槽口(151)的馈线(152)构成两外层，具有槽口(151)的接地平面(114)在辐射单元(144)与馈线(152)之间配置得使槽口(151)大致平行于孔隙(141，192)。
13.如权利要求10-12的任一权利要求所述的天线单元，其特征在于，第一绝缘体(122)配置在辐射单元(144)与具有槽口(151)的接地平面(113)之间，第二绝缘体(125)配置在具有槽口(151)的接地平面(114)与槽口(151)的馈线(152)之间。
14.如权利要求10-13的任一权利要求所述的天线单元，其特征在于，辐射单元(144)和表面元件(142，191)的馈线(162)配置在其中一个外层由绝缘材料制成的第一盘(121)上，槽口(151)的馈线(152)配置在另一个外层由绝缘材料制成的第二盘(123)上。
15.一种由一定数量的如权利要求1-14的任一权利要求所述的天线单元组成的天线装置，其特征在于，天线装置(130，160)中的天线单元(110a-d，140a-d)排成一列，构成扇形天线(130，160)。
16.如权利要求15所述的天线装置，其特征在于，第一极化方向是垂直的。
17.如权利要求15或16所述的天线装置，其特征在于，第二极化方向是水平的。
18.如权利要求15所述的天线装置，其特征在于，天线装置(170，180)中的天线单元(110a-d，140a-d)相对于天线装置(170，180)的纵轴线倾斜一定的角度。
19.如权利要求15所述的天线装置，其特征在于，天线装置(170，180)中的天线单元(110a-d，140a-d)相对于天线装置(170，180)的纵轴线倾斜45度。
20.如权利要求15-19的任一权利要求所述的天线装置，其特征在于，天线装置(190)由一定数量具有一定数量的天线单元(110a-d，140a-d)的平行列组成，构成天线阵(190)。
21.如权利要求15-20的任一权利要求所述的天线装置，其特征在于，槽口(113a-d，151a-d)呈矩形。
22.如权利要求15-21的任一权利要求所述的天线装置，其特征在于，表面元件(112a-d，142a-d，191a-d)呈矩形。
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