CN1268036C - 低交叉极化宽带悬挂式平板天线 - Google Patents

Abstract

公开了一种适合宽带应用的悬挂式平板天线。该天线包括平板辐射器，平板辐射器内切割出的槽，以及基本上平衡的馈送结构，该馈送结构关于平板辐射器的至少一条中线对称地馈送平板辐射器。

Description

低交叉极化宽带悬挂式平板天线

发明领域

本发明一般涉及平面天线(planar antennas)，特别涉及宽带悬挂式平板天线。

背景

在设计用于无线通信系统中的平面天线时，典型目的是实现强大的性能，并具有小结构剖面、低制造成本、易于制造，而且易于与其他通信器件集成。然而，传统平面天线如微带接线天线(microstrip patchantenna)和基础类型的平面倒L或F天线(ILA或IFA)，具有固有的窄阻抗带宽，其典型地具有若干百分数的测量值。这一缺陷不利地影响这些传统平面天线在宽带应用中的使用。因此，已经提出许多减轻窄阻抗带宽问题的技术。

对于微带接线天线，方案典型地包括添加寄生单元，使用电学厚衬底，或者采用匹配网络。对于平面ILAs或IFAs，方案典型地包括使用平面辐射器(planar radiator)和/或装载具有高介电常数材料的平面天线来取代线式辐射器(wire radiator)。

提出的减轻窄阻抗带宽问题的技术也存在缺陷。将寄生元件垂直地或横向地添加到微带接线天线上会增加这种平面天线的尺寸、成本以及制造复杂性。在微带接线天线中使用电学厚衬底会增加制造成本，并由于增加的表面波和介电损失而降低这种平面天线的辐射效率。向微带接线天线引入匹配网络降低了辐射效率，并使这些平面天线的设计和制造变得复杂。ILAs或IFAs通常具有低的极化纯度，因此不适用于需要纯净极化波的应用中，例如在极化分集应用中。装载具有高介电常数材料的平面ILAs或IFAs则尺寸大，制造成本高。

在许多论文中，为了进一步提高这种平面天线的阻抗带宽而提出一种悬挂式平板天线。论文包括：《Electronics Letters》，1995年第31卷，第1310-1312页，I.Huynh和K.F.Lee的“单层单接线宽频带微带天线(single-layer single patch wideband microstrip antenna)”；《IEEE Trans.Antennas and Propagat.》1998年第46卷，第471-473页，N.Herscovici的“宽频带单层接线天线”；以及《Electronics Letters》1998年第34卷，第1442-1443页，K.M.Luk，C.L.Mak，Y.L.Chow，和K.F.Lee的“宽带微带天线”。所提出的悬挂式平板天线安置在接地平面(ground plane)之上大约0.1倍工作波长的高度处。多种匹配技术被引入这些平面天线以在宽带应用中实现良好的匹配情况。对于电压驻波比(voltage standing wave ratio(VSWR))为2∶1的信号而言，改进的阻抗带宽典型地具有从10％到40％的测量范围。

表1中，将涉及三种传统低矮平面天线的临界性能的测量值列成表格进行比较。悬挂式平板天线显示出更适合宽带应用。

天线	效率	带宽	极化纯度	尺寸/成本
					微带接线天线	低	＜10％	良好	适中(低矮)/高
倒L-或F-天线	高	＜10％	-	适中(低矮)/低
					悬挂式平板天线	高	10～40％	不好(＞-15dB)	适中(低矮)/低

表1：比较低矮传统平面天线的临界性能测量值

所提出的悬挂式平板天线大大地缓解了窄阻抗带宽问题，因为多种匹配技术已经用于实现这种平面天线良好的匹配情况，因此通常由探针型(probe-type)馈源来馈送。然而，不希望的较高阶模和不对称的馈送方案导致这些平面天线的辐射性能严重下降。高交叉极化电平和变形的辐射图很大程度上限制了悬挂式平板天线的实际应用，所述实际应用需要高极化纯度的平面天线，如阵列和极化分集设计。例如双极化基站通常需要高极化纯度的平面天线。因此，这一缺陷严重地限制了宽带悬挂式平板天线的实际应用范围。

因此，提出了用于补偿退化的辐射性能的技术。许多论文(2000年10月，法国，巴黎，第30届欧洲微波会议(30^th European MicrowaveConference)，第2卷第182-185页，Z.N.Chen和M.Y.W.Chia的“宽带探针馈源平板天线”；2000年7月，犹他州，盐湖城，IEEE Antennasand Propagat.Symp.会刊，第2卷，第640-643页，Z.N.Chen和M.Y.W.Chia的“宽带矩形槽平板天线”)提出用Ω形槽或窄切口代替这种平面天线中的U形槽。与带有U形或大纵横比的槽的悬挂式平板天线相比，带有Ω形槽或窄切口的悬挂式平板天线具有较低的交叉极化电平。这是因为这些槽对平板辐射器(plate radiator)上电流分布的影响降低，并且导致较高阶模被抑制到某一等级。然而，由于较高阶模未得到完全抑制，并且平板辐射器仍然被不对称地馈送，因此，尽管与带有U形槽的悬挂式平板天线相比，带有Ω形槽的悬挂式平板天线的交叉极化电平已经降低了大约2dB，但是这些电平仍然很高。

在其他论文中(1987年《Electronics Letters》第23卷第606-607页，P.S.Hall的“在厚微带接线中的探针补偿”；以及1999年《Electronics Letters》第35卷第355-357页，A.Petosa，A.Ittipiboon和N.Gagnon的“在宽频带探针馈源微带接线中多余探针辐射的抑制”)，提出在这些平面天线上使用双馈送结构，以减缓这些平面天线的辐射性能的严重退化。一对具有180°相移的探针关于辐射器的中线对称放置。相移180°的要求导致实现复杂的馈送网络，这是因为要设计这样一种宽带移相器很困难。此外，这一方案导致仅仅降低H平面内的交叉极化电平。

因此需要一种具有馈送结构的宽带悬挂式平板天线及对应方法，其可降低H平面内的交叉极化电平，并减轻E平面内辐射图的变形。

概述

根据本发明的第一方面，提供一种适合宽带应用的悬挂式平板天线。该天线包括平板辐射器(plate radiator)，在平板辐射器中切割出的槽，以及基本上平衡的馈送结构，该馈送结构关于平板辐射器的至少一条中线对称地馈送平板辐射器。

根据本发明的第二方面，提供一种适合宽带应用的悬挂式平板天线的馈送方法。该方法包括以下步骤：提供平板辐射器，提供在平板辐射器中切割出的槽，以及使用基本上平衡的馈送结构，该馈送结构相对于并接近于平板辐射器的中心对称地馈送平板辐射器。

附图简述

下面参考附图说明本发明的各个具体实施方式，其中：

图1a、图1b和图1c分别是根据本发明第一实施例的悬挂式平板天线的前视图、侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有一对结构对称的微带线作为平衡馈送结构；

图2a、图2b和图2c分别是根据本发明第二实施例的悬挂式平板天线的前视图、侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有一对接近的平行导线作为平衡馈送结构，图2d示出该馈送结构放大的正视图；

图3a、图3b和图3c分别是根据本发明第三实施例的悬挂式平板天线的前视图、侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有一对非结构对称的微带线作为平衡馈送结构，图3d和3e分别示出该馈送结构放大的右视图和左视图；

图4a、图4b和图4c分别是根据本发明第四实施例的悬挂式平板天线的前视图、侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有共面波导(CPW)式结构作为平衡馈送结构，图4d和图4e分别示出该馈送结构放大的右视图和左视图；

图5a、图5b和图5c分别是根据本发明第五实施例的悬挂式平板天线的前视图、侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有平行双导线系统作为平衡馈送结构；

图6a，6b，和6c分别是根据本发明第六实施例的悬挂式平板天线的前视图，侧视图和俯视图，该悬挂式平板天线具有一对倒-L馈送带作为平衡馈送结构；以及

图7a和7b表示出图1至6所示任何悬挂式平板天线的平板辐射器的表面上感应电流的分布。

详细说明

下面说明具有馈送结构的宽带悬挂式平板天线及对应方法，其能够降低H平面内的高交叉极化电平，并减轻E平面内辐射图的变形。

随着无线通信技术的迅速发展，对于小型、具有低制造成本而提供高性能的天线的需求增大。为了提供具有移动性的无线通信设备，并考虑到无线通信基站天线的分区情况，特别需要紧密的(compact)天线。由制造简便以及与天线相关的便宜材料的使用所导致的低成本通常吸引并从而促进这些天线的工业应用。高性能导致宽的阻抗带宽和稳定的辐射特性，同时具有穿过良好匹配的阻抗通带的低交叉极化电平，使得天线可满足现代无线通信系统的需求。因此，大量努力投入到紧密宽带天线的发展中。

作为这种发展进程的一部分，提出悬挂式平板天线或微带接线天线，它们通过平衡馈送结构在平板辐射器中心关于平板辐射器中线被对称地馈送。在平衡馈送结构中，用一对端口(port)向平板辐射器馈送等量异相(相移180度)电流。各个天线的合成辐射性能在宽的良好匹配的通带中得以提高。

因此提供根据本发明各实施例的具有馈送结构的悬挂式平板天线结构，以改善在宽的良好匹配的阻抗通带中退化的辐射性能。更具体地说，具有电学细的槽的悬挂式平板天线，通过平衡馈送结构而在狭缝附近的平板辐射器中心处被对称地馈送，所述电学细的槽关于天线的平板辐射器中线对称地切割出来。

图1a、图1b和图1c示出具有平板辐射器以及带四个端口的馈送结构的悬挂式平板天线，其中馈送结构馈送平板辐射器穿过在平板辐射器中心切割出的槽。这样的悬挂式平板天线不同于具有不对称和平衡馈送结构的传统平面天线，例如微带接线天线，这是因为用平衡馈送结构在平板辐射器中心处对称地馈送平板辐射器。分别如图2a到图6c所示使用其他平衡或基本平衡的馈送结构，如一对薄导线(thinwire)，一对微带线，CPW式馈送线，平衡馈送探针，或一对倒-L馈送带(feeding strip)。利用这些馈送结构和方法，在良好匹配通带内较高工作频率下的感应交叉极化电流的分布在E平面和H平面内、不仅在视轴方向且几乎在所有方向中对称且反相(anti-phase)。此外，因为感应交叉极化电流主要存在于槽附近，因此由较高阶模产生的不需要的辐射受到充分消除。因此，在宽的良好匹配阻抗带中得到H平面内的低交叉极化电平，典型地小于-20dB的测量值，以及E平面内改善的辐射图。

有许多附带优点与下文所述本发明各个实施例相关。例如，提供了一种馈送结构设计方案。基于宽带悬挂式平板天线退化中的辐射性能这一条件，提供了一种馈送结构的设计方案，用以改善悬挂式平板天线在宽的良好匹配阻抗带中退化的辐射性能。利用这一方案，通过改善较高阶模导致的感应电流分布而使主要由较高阶模引起的不需要的辐射得到有效抑制。因此该设计方案有用且有助于开发改善宽带悬挂式平板天线的辐射性能的新技术。

作为另一实施例，提供了一种悬挂式平板天线的馈送方法。根据前述设计方案，提供馈送方法以改善悬挂式平板天线在宽的阻抗通带中的辐射性能，其中仅使用一个具有简单馈送网络的平衡或平衡式馈送结构。所述馈送方法不仅大大简化悬挂式平板天线的馈送网络，而且容易制造，并且降低悬挂式平板天线的制造成本。

作为进一步的实施例，对于根据本发明各个实施例的悬挂式平板天线可以实现较好的辐射性能。使用所述馈送方法，通过将馈送点置于平板辐射器的中线或相对于该中线对称，使悬挂式平板天线的辐射性能在宽的阻抗通带中得以进一步提高。以这种方式，可更有效地消除平板辐射器处的畸变电流所引起的不需要的辐射，该畸变电流是较高阶模或非对称馈送结构导致的结果。

由传统双馈送系统和根据本发明实施例的馈送结构来馈送的宽带悬挂式平板天线的性能测量值和结构特点在表2中进行比较。表2中提供的信息表明，配备本发明实施例的馈送结构的宽带悬挂式平板天线在工业实用性方面更具吸引力。

解决方案	E平面内交叉/共极化电平的比率	H平面内共极化图案(pattern)	宽带馈送网络	对于E平面内＜-20dB的交叉极化的光束宽度
					双馈送	-18dB	好	复杂	若干度
本发明实施例	＜-20dB	好	简单	90度

表2：改善宽带悬挂式平板天线的辐射性能的馈送系统方案的比较

本发明的实施例涉及一类以简单馈送结构馈送的悬挂式平板天线，在下文参考附图1至6更加详细地说明。以各种馈送结构馈送悬挂式平板天线的方法也在下文更详细地说明，该方法导致在宽的良好匹配的阻抗通带中实现低交叉极化电平的工作特性。

所述各种馈送结构及对应方法是基于悬挂式平板天线退化的辐射特性这一条件的，其中开发了多种技术以通过对称和平衡的方式来馈送平板辐射器，从而使悬挂式平板天线的平板辐射器中异相的交叉极化感应电流对称，所述交叉极化感应电流是因较高阶模的产生而引起的，较高阶模使辐射性能降低。这是因为在宽的良好匹配的阻抗通带中，H平面内的高交叉极化电平和E平面内严重变形的辐射图主要是由不希望有的较高阶模和/或平板辐射器中感应电流的非对称分布的激励引起的。

如图1至6所示的悬挂式平板天线的平板辐射器中感应电流的分布，以及这些实施例的实现参考附图7a和7b更详细地说明。如图7a所示，通过在悬挂式平板天线的平板辐射器702中切割窄矩形槽708，并在具有馈送点1和2的馈送结构中心馈送平板辐射器702，实现平板辐射器702中感应电流的分布，其中窄矩形槽708关于平板辐射器702的两条中线对称，也就是关于A-A’和B-B’线对称。馈送点1和2沿中线B-B’设置，并关于中线A-A’对称。

在操作过程中，在馈送点1和2或其附近的电流的激发图形(excitation pattern)相等，但是异相(相移180度)，并且共极化和交叉极化电流均被激发。共极化电流沿线B-B’存在，并促使共极化辐射，而交叉极化电流沿A-A’存在，并促使交叉极化辐射。感应电流分布则关于中线A-A’和B-B’对称。感应电流的交叉极化分量(I_lu，I_lb，I_ru和I_rb)具有相等幅值且主要产生于窄矩形槽708附近。因此，来自交叉极化分量I_lu、I_lb、I_ru和I_rb的不需要的辐射可以在所有方向上抵消。改善的辐射相当于来自于在图7b所示没有槽的平板辐射器上理想电流分布的辐射，其中仅激发共极化电流。

根据本发明第一实施例的矩形悬挂式平板天线的前、侧、俯视图分别示于图1a、1b和1c。高传导和电学薄的矩形平板辐射器102平行于接地平面104，与之距离大约为矩形平板天线的工作波长的0.1倍，用以扩大阻抗带宽。由于平板辐射器102和接地平面104之间的间隔大，因此使用探针型馈送结构106。电学窄矩形槽108优选地在平板辐射器102的中央切割，其中矩形槽108关于矩形平板辐射器102的长边中点的连接线纵向对称，并关于矩形平板辐射器102的短边中点的连接线横向对称。平板辐射器可完全或部分地由电学薄或厚的空气、泡沫、或任何其他不定尺寸或有限定尺寸的介质材料支撑，这些材料插入到平板辐射器102和接地平面104之间的间隔中。

可以采用平板辐射器102的各种变化方案。例如，平板辐射器102可以是三角形、梯形、圆形、或蝴蝶结形(bow-tie-like)，或者是这些形状的任何变形以代替矩形。平板辐射器102也可以被开槽口或在平板辐射器102中心切割出多个槽而不是只有单个槽。平板辐射器102也可以是单层、单元件，或叠层式结构(stacked configuration)，或包括垂直或水平寄生单元。

可以采用电学窄矩形槽108的各种变化方案。例如，槽108可以具有H形或狗骨形或蝴蝶结形的形状，来代替矩形。

为简洁起见，仅详细说明平板辐射器102和接地平面104的结构。本发明第二至第六实施例的平板辐射器202、302、402、502和602以及接地平面204、304、404、504和604的结构通常各自具有与平板辐射器102和接地平面104相似的特点和特性。本发明的第二至第六实施例以及相应的特点和特性分别示于图2至图6。因此第二至第六实施例的平板辐射器202、302、402、502和602以及接地平面204、304、404、504和604中的这些相似特点和特性由参考编号来表示，这些参考编号与表示平板辐射器102和接地平面104的相应部件或特点的参考编号相对应。

优选对探针型馈送结构进行平衡和配置，用以关于平板辐射器102的中线对称地馈送悬挂式平板天线。在此情况下，探针型馈送结构106是由探针馈源(probe feed)110馈送的微带线，探针馈源110与接地壁(ground wall)112分开，并与之平行，如图1a、图1b和图1c所示。如果接地壁112的宽度约等于探针馈源110的宽度，那么接地壁112可以更窄或更宽。

电信号馈送到探针馈源110，探针馈源110通过接地平面104中的连通线(feedthrough)与表面安装适配器(SMA)导体114相连，同时接地壁112在连通线附近与接地平面104相连。SMA导体114的接地点也在连通线附近与接地平面104相连，但是连接到接地平面104上与平板辐射器102相对的一侧。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到SMA导体114，并与外部无线通信设备相连。

探针馈源110和接地壁112可完全或部分地为泡沫或任何其他不定尺寸或有限定尺寸的介质材料116分隔开，该介质材料插入到探针馈源110和接地壁112之间的空隙中。

在平板辐射器102上有一对馈送点118，每个馈送点118置于矩形槽108的每个相对长边的中央并位于长边边缘附近。每个探针馈源110和接地壁112与该对馈送点118中的每个馈送点相连，以对称地馈送平板辐射器102。

关于本发明的其他实施例，平衡馈送结构优选为探针馈源，根据第二和第三实施例，该探针馈源分别包括如图2a、图2b和图2c所示的对称电性连接于平板辐射器的一对靠近的平行导线206，以及如图3a、图3b或图3c所示一对微带线306。根据第四和第五实施例，平衡馈送结构也分别优选为如图4a、图4b或图4c所示的CPW式探针馈源406，以及如图5a、图5b和图5c所示的平衡馈送系统506。根据第六实施例，平衡馈送结构进一步优选为如图6a、图6b和图6c所示的一对倒-L馈送带606。

第二实施例的平衡馈送结构参考图2a、图2b和图2c进行更详细说明。优选对探针型馈送结构206进行平衡和配置，以关于平板辐射器202的中心对称地馈送悬挂式平板天线。在这种情况下，如图2a、图2b和图2c所示，探针型馈送结构206是一对靠近的平行线206，包括与接地线(ground wire)212分开并与之平行的探针馈源210。接地线212设置得靠近并平行于探针馈源210。

电信号馈送到探针馈源210，探针馈源210通过接地平面204中的连通线与表面安装适配器(SMA)导体214相连，同时接地线212在连通线附近与接地平面204相连。SMA导体214的接地点也在连通线附近与接地平面204相连，但是连接在接地平面204上与平板辐射器202相对的一侧。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到SMA导体214，并与外部无线通信设备相连。

在平板辐射器202上有一对馈送点218，每个馈送点218置于矩形槽208的每个相对长边的中央并位于长边边缘附近，该矩形槽208如前述第一实施例所述方式在平板辐射器202的中心切割。每个探针馈源210和接地线212与这对馈送点218中的每个馈送点相连，以对称地馈送平板辐射器202。

第三实施例的平衡馈送结构参考图3a、图3b和图3c更详细地说明。优选对探针型馈送结构306进行平衡和配置，以关于平板辐射器302的中心对称地馈送悬挂式平板天线。在这种情况下，如图3a、图3b和图3c所示，探针型馈送结构306是由探针馈源310馈送的微带线，该探针馈源310与接地壁312分开并与之平行。接地壁312的宽度典型地大于探针馈源310的宽度。

电信号馈送到探针馈源310，探针馈源310通过接地平面304中的连通线与表面安装适配器(SMA)导体314相连，同时接地壁312在连通线附近与接地平面304相连。SMA导体314的接地点也在连通线附近与接地平面304相连，但是连接在接地平面304上与平板辐射器302相对的一侧。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到SMA导体314，并与外部无线通信设备相连。

探针馈源310和接地壁312可完全或部分地为泡沫或任何其他不定尺寸或有限定尺寸的介质材料316分隔开，该介质材料插入到探针馈源310和接地壁312之间的空隙中。

在平板辐射器302上有一对馈送点318，每个馈送点318置于矩形槽308的每个长边中央并位于长边边缘附近，该矩形槽308以前述第一实施例所述方式在平板辐射器302的中心切割。每个探针馈源310和接地壁312与这对馈送点318中的每个馈送点相连，以对称地馈送平板辐射器302。

第四实施例的平衡馈送结构参考图4a、图4b和图4c更详细地说明。优选对探针型馈送结构406进行平衡和配置，以关于平板辐射器402的中心对称地馈送悬挂式平板天线。在这种情况下，如图4a、图4b和图4c所示，探针型馈送结构406是CPW式结构410，包括与接地壁412分开并与之平行的探针馈源410，以及一对与该探针馈源共平面的接地带413。接地壁412的宽度典型地大于探针馈源410的宽度，并且这对共平面接地带413中的每个接地带都与探针馈源410的一侧分开而与之平行。

电信号馈送到探针馈源410，探针馈源410通过接地平面404中的连通线与表面安装适配器(SMA)导体414相连，同时接地壁412和这对接地带413在连通线附近与接地平面404相连。SMA导体414的接地点也在连通线附近与接地平面404相连，但是连接在接地平面404上与平板辐射器402相对的一侧。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到SMA导体414，并与外部无线通信设备相连。

探针馈源410和接地壁412可完全或部分地为泡沫或任何其他不定尺寸或有限定尺寸的介质材料416分隔开，该介质材料插入到探针馈源410和接地壁412之间的空隙中。

在平板辐射器402上有一对馈送点418，每个馈送点418置于矩形槽408的每个长边中央并位于长边边缘附近，该矩形槽408以前述第一实施例所述方式在平板辐射器402的中心切割。探针馈源410、及接地壁412和接地带413各自均与这对馈送点418中的每一个馈送点相连，以对称地馈送平板辐射器402。

第五实施例的平衡馈送结构参考图5a、图5b和图5c更详细地说明。优选对探针型馈送结构506进行平衡和配置，以关于平板辐射器502的中心对称地馈送悬挂式平板天线。在这种情况下，如图5a、图5b和图5c所示，探针型馈送结构506为包括一对平行探针馈源510的平衡馈送系统506，每个探针馈源510携带的信号与另一个探针馈源510携带的信号完全异相180°。

完全异相的电信号馈送到一对探针馈源510，探针馈源510通过接地平面504中的连通线与平衡-不平衡转换器514相连。平衡-不平衡转换器514的一对探针馈源510中的每个探针馈源都与平板辐射器502相连。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到平衡-不平衡转换器514，并与外部无线通信设备相连。

在平板辐射器502上有一对馈送点518，每个馈送点518置于矩形槽508的每个长边中央并位于长边边缘附近，该矩形槽508以前述第一实施例所述方式在平板辐射器502的中心切割。这对探针馈源510中的每一个探针馈源与这对馈送点518中的每一个馈送点相连，以对称地馈送平板辐射器502。

第六实施例的平衡馈送结构参考图6a、图6b和图6c更详细地说明。优选对探针型馈送结构606进行平衡和配置，以关于平板辐射器602的中心对称地馈送悬挂式平板天线。在这种情况下，如图6a、图6b和图6c所示，探针型馈送结构606是一对包括倒-L探针馈源610的倒-L带606，该倒-L探针馈源610的长边与倒-L接地线612的长边分开并与之平行。倒-L探针馈源610和倒-L接地线612的短边与平板辐射器602相等地间隔开并与之平行。并且，倒-L探针馈源610和倒-L接地线612的长边和短边共平面。

电信号馈送到倒-L探针馈源610，倒-L探针馈源610通过接地平面104中的连通线在连通线附近与表面安装适配器(SMA)导体614相连。SMA导体614的接地点也在连通线附近与接地平面604相连，但是连接在接地平面604上与平板辐射器602相对的一侧。来自悬挂式平板天线的输入或输出馈送到SMA导体614，并与外部无线通信设备相连。

根据本发明各实施例的悬挂式平板天线可用于需要单个元件、阵列或分集天线配置的应用中。平衡馈送结构优选用于对称地馈送悬挂式平板天线和微带接线天线，用以在宽的良好匹配的通带中抑制H平面内的交叉极化电平，并改善E平面内的辐射图。

在前述方式下，说明了馈送宽带悬挂式平板天线的结构及其对应方法，其可减缓E平面和H平面内退化的辐射性能。尽管描述了许多实施例，但是对本领域的技术人员来说，显然可鉴于公开的内容而做出不脱离本发明的范围和精神的多种改变和/或修改。例如，平板辐射器的形状可以在电学上和功能上与上述那些形状类似，但并非上述那些形状。同样，平板辐射器和接地平面不一定是平面的，这些变化使得可灵活地设置上述这些宽带悬挂式平板天线以适合房屋的外形，从而可将天线设置在房屋中。例如，平板辐射器可以弯曲或折皱而具有V形或U形横截面，或者具有其他关于穿过平板辐射器中线的平面对称的非平面结构。接地平面不一定平行于平板辐射器，但同样地，平板辐射器也可以被弯曲或折皱，或者具有其他关于穿过平板辐射器中线的平面对称的非平面结构。

Claims (20)

1.一种供宽带应用的悬挂式平板天线，该天线包括：

平板辐射器；

该平板辐射器内切割出的槽；

基本上平衡的馈送结构，该馈送结构关于所述平板辐射器的至少一条中线对称地馈送该平板辐射器。

2.根据权利要求1的天线，其中所述槽关于所述平板辐射器的至少一条中线对称。

3.根据权利要求1的天线，其中所述馈送结构关于所述平板辐射器的中线对称地馈送该平板辐射器，所述槽关于该平板辐射器的中线对称。

4.根据权利要求1的天线，其中所述平板辐射器是以下其中一种形状：矩形、圆形、三角形、蝴蝶结形、及梯形。

5.根据权利要求1的天线，其中所述槽是矩形或H形或狗骨形或蝴蝶结形。

6.根据权利要求1的天线，其中所述馈送结构是以下其中一种结构：一对微带线、一对靠近的平行线、一对非对称微带线、CPW或CPW式结构、平衡馈送系统、及一对倒-L馈送带。

7.根据权利要求1的天线，其中所述平板辐射器关于穿过该平板辐射器中线的至少一个平面对称。

8.根据权利要求1的天线，其进一步包括接地平面，所述平板辐射器悬挂于其上。

9.根据权利要求8的天线，其中所述接地平面关于穿过所述平板辐射器中线的至少一个平面对称。

10.根据权利要求9的天线，其中所述平板辐射器和所述接地平面之间的空间充填介质材料。

11.一种供宽带应用的悬挂式平板天线的馈送方法，该方法包括以下步骤：

设置平板辐射器；

设置在该平板辐射器内切割出的槽；

利用基本上平衡的馈送结构，相对于并靠近所述平板辐射器的中心对称地馈送该平板辐射器。

12.根据权利要求11的方法，其中设置切割出的槽的步骤包括设置切割出的槽而令该槽关于所述平板辐射器的至少一条中线对称的步骤。

13.根据权利要求11的方法，其中利用所述馈送结构的步骤包括利用所述馈送结构以关于所述平板辐射器的中线对称地馈送该平板辐射器的步骤，其中所述槽关于该平板辐射器的中线对称。

14.根据权利要求11的方法，其中设置所述平板辐射器的步骤包括设置所述平板辐射器而令该平板辐射器具有以下其中一种形状的步骤：矩形、圆形、三角形、蝴蝶结形、及梯形。

15.根据权利要求11的方法，其中设置切割出的槽的步骤包括设置所述切割出的槽而令该槽是矩形或H形或狗骨形或蝴蝶结形的步骤。

16.根据权利要求11的方法，其中利用馈送结构的步骤包括利用以下其中一种结构的所述馈送结构的步骤：一对微带线、一对靠近的平行导线、一对非对称微带线、CPW或CPW式结构、平衡馈送系统、及一对倒-L馈送带。

17.根据权利要求11的方法，其中设置平板辐射器的步骤进一步包括设置平板辐射器而令所述平板辐射器关于穿过该平板辐射器的中线的至少一个平面对称。

18.根据权利要求11的方法，其进一步包括设置接地平面而令所述平板辐射器悬挂于该接地平面之上的步骤。

19.根据权利要求18的方法，其中设置接地平面的步骤包括设置接地平面而令该接地平面关于穿过所述平板辐射器中线的至少一个平面对称的步骤。

20.根据权利要求19的方法，其中设置接地平面的步骤进一步包括设置该接地平面而使所述平板辐射器和所述接地平面之间的空间被充填以介质材料的的步骤。

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