CN1336023A - 两波段传输系统及其天线 - Google Patents

Abstract

这个系统的天线(1)是一个微带天线。它的贴片(6)的主体(31)的后面边缘(10)装备一个短的电路(S),利用该短的电路(S)可以从连贴片(CI)激励四分之一波型基本谐振。槽(17)从它的周围穿过该贴片并且从尾部(33)分开主体,通过通道(32)保持连接到所述主体。第二谐振模式利用所述主体,所述通道和所述尾部。它可以在两倍基本谐振频率的频率从相同的连贴片激励。利用附加到天线的基片边缘的部件可以获得短的电路,并且可以具有电感的、电阻的和受控的部件。本发明特别地应用于实现使用GSM和DCS标准的两个模式移动无线电系统。

Description

两波段传输系统及其天线

本发明一般涉及无线电传输系统，具体地涉及移动电话机，更具体地涉及包括在这样的系统中的微带天线。

这种天线包括典型地通过蚀刻金属层形成的贴片(patch)。技术人员称这种天线为“微带贴片天线”。

微带技术是平面的技术，用于生产提供线与辐射波之间耦合的信号传输线和天线。它使用在薄的电介质基片的上表面上形成的带和/或者导电的贴片。导电层经过基片的底部表面延伸并且构成该线路或者天线的接地平面。上述种类的贴片典型地比上面种类的带更宽并且尺寸构成天线的重要的特性。基片典型地是恒定厚度的平面矩形的薄板，并且该贴片典型地也是矩形的。但是，这不是必须的。具体地说，技术人员知道变化基片的厚度可以增加上面种类的天线的带宽以及该贴片可以使用各种形状，例如它可以是圆形的。电场线路贯穿该带或者贴片和该地平面之间的基片。

上面的技术不同于也在薄的基片上使用导电的部件的各种其它技术，具体地说它不同于共面线技术，其中电场是经过基片的上部表面并且以中心导电带和该带的相应的对面侧的两个导电的区域之间对称的方式建立的，它们从该带分别分开两个缝隙。在环隙缝天线情况下，贴片由分开一个缝隙的连续的导电的区域包围着。

虽然不是必要的，使用上面的技术构成的天线典型地构成谐振的结构，其中驻波提供与辐射到空间的电波耦合。

各种类型的谐振的结构可以使用微带技术实现并且可以采用各种谐振模式，在下文中这些模式更简单地称为“谐振”。广义地说，每个这样的谐振可以被描述为由在共同的路径的两个相反方向中传播的两个行波的重叠形成的驻波，由相同的传播的电磁波得到的两个波在该路径两端的每一端交替地反射。在这种叙述的范围中，该波被认为在包括地平面、基片和该贴片的电磁线路中传播，并且定义零宽度的线性的路径。实际上上面种类的电波具有波前，该波前横切交叉以天线提供给它们的全部部分延伸，这意味着上面的描述以一个方式简化了有时过大的该实际的情形。因此可以认为是线性的，该路径可以是直线的或者弯曲的。在下文中被称为“谐振路径”。谐振频率反比于上述行波沿着这个路径移动需要的时间。

第一类型的谐振可以称为“半波”谐振。在这类谐振中，谐振路径的长度典型地基本上等于半个波长，即等于在上面称之为行波的半个波长。天线则称作“半波”天线。这类谐振通常可以由在上面种类的路径的两端的每一端存在的电流节点定义，因此长度可以等于所述半波长乘以一个整数而不是乘以一。这个整数典型地是奇数的。与辐射波的耦合出现在该路径两端的至少一端，这两端是在其中该基片中的电场幅度是最大值的区域中。

使用相同的技术可以获得的第二类型的谐振可以称为“四分之一波”谐振。它不同于所述半波谐振，首先在于该谐振路径典型地具有基本上等于波长的四分之一的长度，即如在上面定义的波长的四分之一。为此该谐振的结构必须具有在该路径的一端短电路，表述“短电路”是指地平面和贴片之间的连接。短电路必须具有充分地低的阻抗以便能够利用这样的谐振。这类谐振通常可以由在该贴片边缘附近的上面种类的短电路和由在谐振路径的另一端的电流节点固定的电场节点的存在定义。因此谐振路径的长度等于加到所述四分之一波长的半波长的整数倍。与辐射到空间的电波耦合出现在贴片的边缘在这样一个区域中，其中通过该基片的电场幅度充分地高。

另一类型的有些复合的谐振可以在上面的种类的天线中建立，每个谐振的特征在于电场和磁场的分布，这些电场和磁场在包括天线和它的附近的空间区域中的振荡。具体地说它们取决于贴片的结构，具体地说可以结合槽，可能地辐射槽。它们也取决于短电路的可能的存在和位置，而当它们是不完善的短电路时电的模型代表那些短电路、即当它们不能即使大致当作等效于具有零阻抗的理想的短电路对待时。

天线中不完善的短电路的存在可能导致可以称为虚节点的谐振特性。如果同时满足随后的一些条件，则产生虚节点。如果上面的天线称为“第一天线”，这些条件如下：

第一天线中磁场的分布实质上与可以引入第二天线的贴片的同一区域中的分布相同。

第二天线相同于这个区域内第一天线，除了这个区域内的第二天线不具有所讨论的短电路之外。

第二天线的贴片不仅仅经过已经提到区域延伸，它构成第二天线的该主区域，而且还经过互补的区域。

最后，在由互补的区域中的电或者磁场节点带有第二天线的主区域中所讨论的磁场的分布。

当描述在第一天线发生谐振时，在第二天线出现的节点也可以考虑构成第一天线谐振的一个节点。对于诸如第一天线的一个天线，这种节点在下文中称为“虚”节点，因为它是在该天线的贴片外部的区域并且因此其中没有电场或者磁场出现，因此节点的存在可以直接地确定。

虽然这些“虚节点”在描述谐振中通常不考虑这些术语，但是它们隐含的区别，即有时在物理或者几何长度和所谓的相同的贴片的电长度之间的描画(drawn)。在上面提到的两个天线的情况下，和关于第一天线的贴片，物理或者几何长度是贴片的物理或者几何长度并且相同的贴片的电长度实际上是第二天线的物理或者几何长度。

对于给定的天线配置可能出现一个以上谐振。因此它们使该天线能够用于每个谐振频率。

天线典型地耦合到信号处理器，诸如通过包括连贴片的连接系统的发射机，该连贴片是在天线外部并且终止在集成到用于耦合该线路到天线的谐振的结构的该天线的耦合系统。天线的谐振也取决于这个系统的性质和位置。在发送天线情况下，该连接系统常常称为天线的馈线。

本发明涉及各种类型的系统，诸如移动电话机，用于移动电话、汽车和飞机或者机载的导弹的基站收发信机。在移动电话情况下，微带天线的底部地平面层的连续的性质轻易地限制由系统的该用户的主体截断该辐射。在汽车情况下，和尤其是在飞机或者导弹的情况下，它的外部表面是金属的并且具有产生非常低的空气动力阻力的弯曲的轮廓，该天线可以符合该轮廓，以便不产生任何无用的附加的空气动力阻力。

本发明特别地涉及微带天线必须具有下面的质量的情形：

它必须是两个频率天线，即它必须能够有效地以大的频谱间隔发送和/或者接收辐射波，

它必须通过用于传输系统的所有工作频率的单个连接可连接到一个信号处理器，而在该线路中不出现任何无用的和讨厌的驻波比，和

它不需要使用频率多路复用器或者多路分解器实现上面的目的。

在具有上面的三个质量的技术中已经构成或者建议了许多微带天线。依据使用的装置彼此不同以便获得多个谐振频率。三个这样的天线是在下面讨论的天线：

在美国专利4,766,440(Gegan)中描述了第一种这样的现有技术天线。天线的贴片10通常是矩形的，使该天线能够展现两个半波谐振，它的路径是沿着长度和通过贴片的宽度建立的。它还具有一个U形的弯曲的槽，完全放置在该贴片内部。该槽是一个辐射槽并且产生具有另一个路径的附加的谐振模式。通过适当的选择它的形状和尺寸，它也调谐谐振模式的频率到要求的值，通过相关具有相同的频率和交叉线性极化的两个模式提供发送圆极化波的可能。该耦合系统采取微带线的形式，但是该线路还可以认为是共面的，该微带是在贴片的平面中并且在其中的两个槽口之间透过。该系统包括阻抗匹配装置，用于匹配它与使用作为工作频率的各个谐振频率的线路的各个输入阻抗。

具体地说第一现有技术天线具有下列缺点：

需要提供阻抗匹配装置，使得它复杂了。

谐振频率精度调整到要求值是困难的。

第二现有技术天线不同于前面现有技术天线在于它仅仅使用一个谐振路径。它在美国专利4,771,29(LO等人)中描述。它的贴片包括局部的短电路和沿着贴片内部的直线段延伸的槽。槽和短电路减小相应于两个谐振的两个频率之间的差，两个谐振共用所述路径但是具有两个各自的和互相不同的模式，模式是由部件(0，1)和(0，3)指定的，即共同的路径根据相关的模式由一个半波或者由三个半波占用。因此这两个频率之间的比率可以从3减小到1.8。局部的短电路是由导体通过该基片形成的。

具体地第二现有技术天线具有的缺点是：它的制造是复杂的，包括局部的短电路。

第三现有技术的两个频率天线不同于前面的天线在于：它使用四分之一波长谐振。它1995年6月18-23日NEWPORT BEACH的IEEE天线和传播社会国际讨论会摘要第2124-2027页中刊登的Boag等人文章“双频带空腔-反向四分之一波贴片天线”中描述了。第一谐振频率由基片和该天线的贴片的尺寸和特性定义。使用一个匹配系统在相同的谐振路径在第二频率获得基本上相同类型的谐振。

第三现有技术天线具体地具有下列缺点：

对于一些应用两个谐振频率之间的差太小。

需要使用匹配系统使得天线复杂了。

同样的可以适用于使用同轴线形式的天线耦合系统。

本发明特别具有下列目的：

简化实现两个频率天线，

使能够比先前的传输系统的两个工作波段的中心频率比率更自由的选择，具体地提供用于这个系统的天线，使得天线的两个需要的谐振频率的比率是大约1.25到大约5，特别接近于2，

给出这天线在两个谐振频率的每个谐振频率中心的带宽，它充分地大以便该系统的发送频率和接收频率能够位于两个波段的每个波段中而不产生串话，

使两个谐振频率能够容易和精确调整，

使能够使用单个耦合系统，它的阻抗可以容易地对于两个谐振频率的每个谐振频率匹配，和

限制天线的尺寸。

鉴于上面的目的，本发明特别提供两个波段传输系统，包括：

一个信号处理器，应用于调谐在相应的预定的中心频率中心的两个工作波段，以便发送和/或者接收两个波段的每个波段的电信号，

一个微带天线，和

一个天线连接系统，包括连接处理器到天线的电的导体，用于耦合所述电信号到辐射波，其中该天线包括：

一个导电的地平面，

具有一个周围的导电的贴片，

形成在所述周围的短电路，和

具有一个原点的隔板槽，包括所述周围的开始，所述槽由所述起源进入所述贴片，

其中所述短的电路和所述隔板槽使两个谐振能够在所述天线中建立，所述两个谐振之一是具有由所述短的电路固定的至少虚电场节点的四分之一波类型，构成基本的谐振和具有基本上等于所述两个中心频率之一，和所述两个谐振的另一个谐振构成具有基本上等于所述两个中心频率的另一个中心频率的第二频率的一个次级谐振，

和其中该连接系统的所述电的导体包含所述地平面和耦合导体的主天线，该导体是所述贴片的一部分，使所述天线能够围绕所述两个中心频率的每个中心频率耦合到所述信号处理器，

传输系统的特征在于所述隔板槽在所述贴片中延伸直到位于离开所述槽的所述周围充分地小的距离的所述槽的后端以便划分所述贴片为包括所述主天线的主体，该主体包括所述主天线，耦合导体和所述短的电路，与没有短的电路的尾部，并且仅仅利用所述主体电连接到所述连接系统，和包括所述背部和所述周围之间的所述贴片的一个区域的一个通道。

隔板槽最好离开贴片的周围大于从该槽背部到该周围的整个它的长度的距离的远处，除了它的原点附近之外或者至少它的长度的主要的部分和在两侧。

隔板槽的原点最好接近所述短的电路，以便给予所述两个谐振相应的谐振路径，两路径从所述短的电路延伸，所述两个路径之一最好仅仅在所述主体中延伸而所述两个路径的另一个路径最好在所述主体中和在所述尾部中延伸。

按照下面的描述和附图本发明的各种方面理解的更好了。如果两个部件在一个以上的图中以相同的编号和/或者字母表示，则在本发明的两个实施例中它们具有相同的功能或者它们是相同的部件。

图1表示根据本发明的天线的第一实施例的贴片。

图2表示根据本发明的天线的第二实施例的贴片。

图3是包括该天线的传输系统的透视图，它的贴片示于图2中。

图4是根据本发明的天线的第三实施例后面的部分的视图。

图5表示根据本发明的天线的优选的第四实施例的贴片。

图6表示图5所示的贴片的隔板槽。

如图1至3所示的，和正如本技术中已知的，根据本发明的天线的谐振的结构包括下面部件：

电介质基片2，具有两个互相地相对的主表面，该主表面在相对于天线定义的水平方向DL和DT中延伸并且可能取决于有关的天线区域。基片可以采取各种形式，正如已经说明的。它的两个主表面分别构成底部表面S1和顶表面S2。

例如，底部导电层经过整个底部表面延伸，和构成天线的地平面4。

顶部导电层经过在地平面4上面的顶部表面区域延伸构成一个贴片6。该贴片通常具有在两个水平方向延伸的长度和宽度，分别构成纵向方向DL和横向方向DT，并且它的周围可以认为是基本上在这两个方向基本上成对地延伸的四个边缘组成的。虽然术语“长度”和“宽度”通常适用于矩形的物体的两个互相地垂直的尺寸，但是该长度是大于该宽度的，必须懂得贴片6可能与矩形大不相同而不脱离本发明的范围。边缘之一通常在横向方向DT延伸并且构成包括两段10和11的后面边缘。前面边缘12是在后面边缘的相反侧。两个横向的边缘14和16连接后面边缘到前面边缘。

最后，短的电路从贴片的后面边缘的段10电连接贴片6到地平面4。在本发明的第一和第二实施例中，短的电路由经过基片2的边缘表面延伸的导电层S形成，边缘表面典型地是平面，因此构成一个短的电路平面。在第三实施例中，它是由平行连接在地平面4和贴片6之间的三个离散的部件R，L和D构成。在每个实施例中，它强制该天线的至少一个谐振在段10附近具有至少虚电场节点并且是四分之一波型的。这个谐振和它的频率在下文中称为“基本谐振”和“基本频率”。所述后面、前面和横向的边缘以及纵向及横向方向是由这种短的电路的位置定义的，以致短的电路充分地大，即具体地说它的阻抗充分地低，以便强迫天线中的谐振具有这种的电场节点。

该天线还包括一个耦合系统。该耦合系统包含一个主导体，主导体由在基片的顶部表面S2上的耦合带C1构成。这个带连接到在连接点18的贴片6，连接点18例如可以在前沿14上。从后面边缘10到这个点的距离构成一个连接度量。该系统还包括由层4构成的导电地平面。它是连接系统的一部分，连接系统连接天线的谐振结构到信号处理器T，例如当它是发送天线时从该处理器激励天线的一个或者多个谐振。除这个系统外，连接系统典型地包括该天线外部的一个连贴片。这个线路可能是同轴的，微带或者特别的共面的类型的。在图1中，它是分别以连接地平面4和带C1到信号处理器T的两端的两个导电贴片C2和C3表示的。但是，必须懂得，在实践中这个线路最好采取微带线或者同轴线的形式。

信号处理器T适用于工作在预定的工作频率，该预定的工作频率至少接近于天线要求的谐振频率，即它是中心在那些谐振频率的波段中。它可以是复合系统，因此可以包括永久地调谐到每个工作频率的部件。它可以改为包括可以调谐到各个工作频率的部件。所述基本谐振频率构成一个这样的需要的谐振频率。

根据本发明，隔板槽17从贴片的后面边缘10，11延伸到远离横向的边缘14和16以及前沿12的该槽的后端15。因此主体31通过尾部连接通道32连接到尾部33。这个通道在前沿14和后端15之间具有以方向DT的长度W2和以方向DL的宽度L2。主体具有方向DT中的宽度W1。槽17划分后面边缘为一个主体基座10，它是主体31的一部分并且包括短的电路S和一个尾部基座11，它是尾部33的一部分并且具有在横截方向DT中的宽度W4。尾部的尖头13由该尾部连接到通道32的区域构成。尾部的长度在方向DL中从基座11延伸到尖头。尾部的宽度是在长度的每个点限定的并且在方向DT中延伸。

在图1所示的本发明的第一实施例的范围中，主体的宽度、贴片的通道和尾部是均匀的并且用这种方式形成贴片的天线可以满足通常在移动电话技术中出现的要求：它的基本的和第二频率可以是接近于2∶1的比率。

然而第二实施例显然比第一实施例是优选的。在第二实施例中，尾部33的基座11的宽度W4大于它的尖头13的宽度W2。尾部的宽度最好从它的尖头到基座增加，经过尖头和基座的宽度之间的多个中间值。尾部宽度的增加最好是连续的，并且该尾部例如是梯形的形状，它的大和小基座分别是尾部的基座和尖头。

尾部33的长度L3最好是主体31的长度L1的50％到100％并且第二频率F2与基本频率F1的比率F2/F1最好是从1.9到2.1。

尾部33的基座11的宽度W4最好是主体31的宽度W1的50％到150％。而且，如果考虑通道32和尾部的尖头13构成该尾部的连接系统，和如果组合的更窄的宽度构成有效的尾部连接宽度，则有效宽度W3最好是基座的宽度W4的10％到70％。

在本发明的第二和第三实施例中，基片2最好包括在它的区域的至少一部分中，两个互相不同的和叠加的层分别构成传送地平面4的底部电介质层21和传送贴片6的顶部电介质层22。顶部电介质层有利地具有较高的介电常数并且比底部电介质层更薄，并且两层有利地延伸经过基片的整个区域。两层之间的这个差具有增加远距离的辐射效率的优点。它也有助于调整谐振频率。

该天线最好还包括在贴片6的区域的一部分中的上下电介质层21和22之间延伸的导电的插入件23。这个部分有利地在该通道32下和在前沿12附近中延伸。该插入件可能具有宽度L5＝5毫米和长度W5＝20毫米，长度的中间与前沿12的中间一致。它具有优点：第二频率可以通过选择它的位置和尺寸调整而不以易出故障的方式修改基本频率。

在未表示的一个变形中，可以使用由与主体31连续的并且从它以及从前沿12的基片突出的铜薄膜构成的舌片获得相同的优点。这种舌片可以在这个边缘随意弯曲，远离贴片面并且向着基片的垂直平面。则通过选择其倾斜度完成要求的频率调整。

在所述第一和第二实施例的范围中，各个成分和值在下文中以实例的方式指示。基片的长度和宽度分别在纵向方向DL和横截方向DT中指示。天线地平面覆盖基片的底面。短的电路S占用主体31的基座的全部宽度。

对于两个实施例的每个实施例，下面的值是有效的：

基本谐振频率：F1＝980MHz，

第二谐振频率：F2＝1900MHz，

输入阻抗：50欧姆，

导电层的成分：铜，

这些层的厚度：17微米，

导体C1的宽度：5mm。

对于第一实施例，下面的值是有效的：

基片长度：30毫米，

基片宽度：20毫米，

基片的成分：基于诸如具有相对的介电常数εr等于5和功耗因数tanδ等于0.002的PTFE之类的含氟聚合物进行层压，

基片的厚度：5毫米，

贴片长度：20毫米，

贴片的主体的宽度：13毫米，

连接度量：2毫米，

隔板槽的宽度：3毫米，

该槽的长度：25毫米，

尾部的宽度：4毫米，和

居中的基本的和第二频率的带宽：分别在驻波比小于或等于3.5测量的那些频率的2.5％和2％。

对于本发明的第二实施例下面的值是有效的：

基片长度：32毫米，

基片的宽度：26毫米，

基片下层21的成分：低介电常数泡沫，

这个底层的厚度：2毫米，

基片上层22的成分：基于诸如具有相对的介电常数εr等于5和功耗因数tanδ等于0.002的PTFE之类的含氟聚合物进行层压，

这个上层的厚度：3毫米，

贴片长度：L1＝32毫米，

贴片的主体的宽度：W1＝12毫米，

连接度量：L4＝2毫米，

通道长度：W2＝4毫米，

通道的宽度：L2＝2毫米，

尾部33：对于平行前沿14的平行轴对称，

尾部33的尖头13的宽度：W3＝2毫米，

尾部33的基底11的宽度：W4＝12毫米，

尾部33的长度：L3＝30毫米，

居中的基本的和第二频率的带宽：分别在驻波比小于或等于到3.5测量的那些频率的3.5％和4％。

现在描述天线的这两个实施例的操作。

一方面，每个基本的和次级谐振的驻波之间的耦合，另一方面辐射到空间的波主要地出现在贴片6的一端。这个边缘称为基本的或者第二的辐射边缘，取决于所关心的谐振。

在本发明的第一实施例中，基本的辐射边缘是前沿12，它对应于在段10上具有电场节点的四分之一波型的基本谐振。但是，发现基本频率具有一个值，由于通道32和尾部33的存在建议该谐振的路径稍微伸长。如果贴片的长度是强加的，这种加长允许具有槽17比没有槽17出现的基本频率更低的值。在典型的情形中，它是强加的基本频率的值，存在该槽使贴片的长度能够减小，它是一个优点并且通常是设计目标。如果天线包含在仅仅使用天线的基本谐振的单个频带传输系统中，保持这个优点。

在第一实施例中，第二辐射边缘由尾部33的基座11构成。发现第二频率具有一个值，建议来自短的电路S的第二谐振的路径不仅仅跟随主体31的长度，而且还跟随通道32和尾部33的长度，以及该谐振本质上是半波型谐振，虽然它的路径长度接近于波长的四分之三，具有两个电场节点，一个电场节点是由短的电路S强加的，而另一个电场节点是接近于尾部33的尖头13。

在本发明的第二实施例中，基本的辐射边缘是尾部33的基座11并且发现基本频率具有一个值，建议来自短的电路S的四分之一波型基本谐振路径不仅仅跟随主体31的长度而且还跟随通道32和尾部33的长度。在典型的情形中，它是强加的基本频率值，因此存在槽17使贴片长度能够比第一实施例减小更多。

在第二实施例中，第二辐射边缘是前沿12。发现第二频率具有一个值，建议第二谐振路径延伸主体3的长度并且谐振本质上是四分之一波型谐振。

如图2中所示的，对于第二实施例，主体31最好在贴片6的平面中装备一个突起(excrescence)34并且从前沿12附近的前沿14突出。以本发明的范围内，发现这种突起具有增加天线谐振的带宽的优点。突起可以是矩形的，在此情况下它具有长度L6＝10毫米和宽度W6＝6毫米。在本发明的第四实施例中这种突起34表示在图5中，其中它从前沿14附近的后面边缘10突出。

在图4所示的并且在本发明的第三实施例中使用的装置中，它是在本发明的一些应用中的优选的实施例，短的电路在基本频率具有相对高阻抗，因此如果短的电路具有零阻抗，基本谐振基本上不同于在该频率附近在天线中可能引入的谐振。同时，这个阻抗在这个频率相对地低以便固定在主体31的基座10附近的谐振的电场节点，该节点至少是有效的(virtual)。这具有短的电路变复杂的缺点。但是，它具有优点，有时是主要的优点，如果短的电路具有零阻抗，根据本发明对这个阻抗部件适当的选择匹配天线的谐振或者物理特性以便更好使用天线。

特别地，短的电路的阻抗最好具有电感分量L。这种电感分量产生具有基座10后面即贴片6外部的虚电场节点的四分之一波型谐振。如果基本谐振的频率F1是强加的，这获得使贴片长度能够进一步减小的优点。

短的电路的阻抗还可以具有一个电阻分量R，它提供增加天线带宽的优点。它还可以具有由去耦电容器(未示出)分路的二极管D的形式的一个控制部件。这种部件具有使天线谐振的频率或者带宽能够控制的优点。这种部件使用贴片6和地平面4之间连接的至少一个分立元件轻易地实现。

上面提到的优点是有关强加短的电路的阻抗的部件选择，在其中仅仅使用这个谐振天线中和/或者在它的贴片不包括先前描述的槽17的天线中也获得了四分之一波型谐振。

在本发明的第二和第三实施例中，基片2最好包括在它的区域的至少一部分中，两个互相不同的和叠加的层分别构成传送地平面4的底部电介质层21和传送贴片6的顶部电介质层22。顶部电介质层有利地具有较高的相对介电常数并且可能比底部电介质层更薄，并且两层延伸经过基片的整个区域。两层之间的这个差具有增加远距离的辐射效率的优点。它也有助于调整谐振频率。

该天线最好还包括在底部电介质层21和顶部电介质层22之间的贴片6的区域的一部分中的导电件23。这个部分有利地在该通道32下和在前沿12附近中延伸。该插入件可能具有宽度L5＝5毫米和长度W5＝20毫米，长度的中间与前沿12的中间一致。它具有优点：第二频率可以通过选择它的位置和它的尺寸来调整而不以麻烦的方式修改基本频率。

在未表示的一个实施例变形中，可以使用由与主体31连续的并且从它以及从前沿12的基片突出的薄的铜薄膜构成的舌片获得相同的优点。这种舌片可以在这个边缘随意弯曲以便移动它远离贴片平面或者向着基片边缘的垂直平面。然后通过选择其倾斜度获得要求的频率调整。

如图5中所示的，根据本发明天线的第四实施例不同于前面的天线，特别由于隔板槽17的原点O和短的电路S接近于后侧10和尾部侧16公共的点的事实。隔板槽的边缘在与主体31相同的侧是凹面的并且在与尾部33相同的侧是凸面的，以便告知两个谐振从短的电路延伸的两个路径。两个路径之一仅仅在主体中延伸而另一个路径在该主体中和在尾部中延伸。而且，天线耦合带C1和突起34在后面边缘10连接。这个天线特别地具有高带宽的优点。

在第四实施例的范围中，各个成分和值在下文中以实例的方式给出。如图6中所示的，长度和宽度分别在纵向方向DL和横向方向DT中指示。横坐标“x”和纵坐标“y”分别在贴片周围从贴片周围的隔板槽的原点的这些相同的方向测量。天线地平面覆盖基片的底面。

基本谐振频率：F1＝910MHz，

第二谐振频率：F2＝1800MHz，

居中的基本的和第二频率的带宽：分别在驻波比小于或等于3时测量的那些频率的9％和8％，

输入阻抗：：50欧姆，

导电层的合成：铜，

这些层的厚度：200微米，

基片的成分：具有相对介电常数εr等于1和耗散系数tanδ等于0.0001的泡沫，

基片的厚度：7毫米，

贴片6的长度：W1＝24毫米，

贴片的主体的宽度：L1＝35毫米，

带C1的宽度：1.5毫米，

短的电路S的宽度：L4＝3.5毫米，

连接度量：L5＝5毫米，

隔板槽17的宽度：1.5毫米，

该槽的长度：50毫米，

在槽的路径上达到最大的横坐标“xm”：21毫米，

槽的端点的横坐标“xe”：8毫米，

槽的端点的纵坐标“ye”：32毫米，

突起34的最大的宽度：L6＝5毫米，

突起的最大长度：W6＝10毫米。

调整突起的尺寸提供该天线波段的频谱位置的细调。

在第四实施例中，前面边缘12和尾部边缘16各个构成基本的辐射边缘并且发现基本频率具有一个值，建议来自短的电路S的四分之一波型基本谐振路径不仅仅跟随主体31直到通道32，而且还跟随尾部33的长度。在这个实施例中，前缘14、槽17的后面边缘和贴片的后面边缘10每个构成第二辐射边缘并且发现第二频率具有一个值，建议第二谐振路径包含在主体31中以及该谐振是相对地复杂的类型的。

本发明还提供如先前描述的天线。

它特别地可应用到移动电话系统。移动电话系统包括基站收发信机和移动终端并且可以使用接近于900MHz频率根据GSM标准和/或者使用接近于1800MHz频率根据DCS标准实现。根据本发明，在这种系统中基站收发信机或者移动终端每个可以包括一个传输系统。在适合这个用途的这种系统中，天线能够工作在所述第二频率附近的高频带和在所述基本频率附近的低频频带中。处理器T可以调谐到四个互相不同的工作频率，即：

-在高频带中的高发送频率，

-在高频带中的高接收频率，

-在低频频带中的低发送频率，和

-在低频波段中的低接收频率。

当它调谐到所述发送频率之一或者所述接收频率一个时，分别适合于发送或者接收信号。

本发明使得两个频带的每个频带充分地宽，不仅仅防止发送和接收信道之间在该波段的串话而且还允许从几个任选项中选择频带中的信道的位置。低频段对应于GSM标准而高频段对应于DCS标准。这是实现基站收发信机和/或者两个模式终端的一种经济的方式，即终端应用于工作在上面的任一个范围中。

例如，高的发送和接收频率可能分别是1750MHz和1840MHz，而低发送和接收频率可能分别是890MHz和940MHz。

Claims (24)

1.一种两波段传输系统，包括：

一个信号处理器(T)，应用于调谐在以相应的预定的中心频率为中心的两个工作波段，以便发送和/或者接收两个波段的每个波段的电信号，

微带天线(1)，和

一个天线连接系统，包括连接该处理器到天线的电的导体(C1，C2，C3，C4)，用于耦合所述电信号到辐射波，其中该天线包括：

一个导电地平面(4)，

一个导电的贴片(6)，具有一个周围(10，12，14，16)，

在所述周围形成的一个短的电路(S)，和

具有一个原点(O)的隔板槽(17)，包括在所述周围中的开口，所述槽由其原点进入所述贴片，

其中所述短的电路和所述隔板槽使两个谐振能够建立在所述天线中，所述两个谐振之一是具有由所述短的电路固定的至少虚电场节点的四分之一波类型，构成基本谐振和具有基本上等于所述两个中心频率之一的一个基本频率(F1)，而所述两个谐振的另一个谐振构成具有基本上等于所述两个中心频率的另一个中心频率的第二频率(F2)，

和其中该连接系统的所述电的导体包含所述地平面和耦合导体(C1)的主天线，该导体是所述贴片的一部分，使所述天线能够围绕所述两个中心频率的每个中心频率耦合到所述信号处理器(T)，

传输系统的特征在于所述隔板槽(17)在所述贴片中延伸直到位于离开所述槽的所述周围充分地小的距离的所述槽的后端(15)以便划分所述贴片成包括所述主天线的主体，该主体包括所述主天线，耦合导体和所述短的电路，和所述没有短的电路的尾部(33)并且仅仅利用所述主体电连接到所述连接系统，和包括所述背部和所述周围之间的所述贴片的一个区域组成的一个通道(32)。

2.根据权利要求1的传输系统，所述系统其特征在于所述隔板槽(17)在它的长度的主要的部分和在两侧是在离开所述周围的距离大于从所述背部(15)到所述周围的距离处。

3.根据权利要求1的传输系统，所述系统其特征在于所述隔板槽(17)在它的整个长度和在两侧，除了在所述原点(O)附近之外是在其到所述周围的距离大于从所述背部(15)到所述周围的距离的距离处。

4.根据权利要求1的传输系统，所述系统其特征在于所述隔板槽(17)的所述原点(O)是接近所述短的电路(S)，以便给予所述两个谐振相应的谐振路径，两个相应的谐振路径从所述短的电路延伸，所述两个路径之一仅仅在所述主体(31)中延伸而所述两个路径的另一个路径在所述主体和在所述尾部(33)中延伸。

5.根据权利要求1的传输系统，其中所述天线包括：

一个电的基片(2)，它具有两个互相相对的主表面，该主表面在所述天线的水平方向(DL，DT)中延伸并且分别构成底部表面(S1)和顶部表面(S2)，

一个底部导电层，该底部导电层延伸经过所述底部表面并且构成所述天线的所述地平面(4)，

一个顶部导电层，该顶部导电层延伸经过所述地平面的所述顶部表面的区域并且构成所述贴片(6)，

所述短的电路(S)，它由所述贴片的所述周围的一段电连接所述贴片(6)到所述地平面(4)，和

一个天线耦合系统(C1，4)，形成所述天线连接系统的一部分。

6.根据权利要求5的传输系统，所述系统特征在于所述天线耦合系统(C1，4)是一个微带线，包括：

构成所述主天线耦合导体(C1)的一个带，和

所述地平面(4)。

7.根据权利要求5的传输系统，所述系统特征在于所述贴片(6)通常是矩形，和所述周围包括：

装备短的电路(S)和构成一个后面边缘(10，11)的一个边缘，

所述后面边缘对面的一个边缘并构成一个前面边缘(12)，和

两个横向的边缘，连接所述后面边缘到所述前面边缘和分别构成一个前沿(14)和一个尾部边缘(16)，

和在该系统中所述贴片的长度(L4)在所述后面边缘和所述前面边缘(12)之间在构成所述水平方向之一的纵向方向(DL)延伸，和所述贴片的宽度在它的两个横向的边缘之间在构成一个横向方向(DT)的所述水平方向延伸。

8.根据权利要求5的传输系统，所述系统特征在于所述短的电路(R，L，D)在所述基本频率具有相对高的阻抗，以使如果所述短的电路没有阻抗，所述基本谐振基本上不同于在所述频率附近在所述天线可能引入的谐振，同时所述阻抗在所述频率相对地低以便在所述短的电路附近固定所述谐振的电场节点并且所述节点至少是有效的。

9.根据权利要求8的系统，所述系统特征在于该短的电路(R，L，D)的所述阻抗具有电感分量(L)。

10.根据权利要求8的系统，所述系统特征在于该短的电路的所述阻抗具有一个电阻分量(R)。

11.根据权利要求8的系统，所述系统特征在于该短的电路的所述阻抗具有一个受控的分量(D)。

12.根据权利要求8的系统，所述系统特征在于该短的电路(R，L，D)包括连接在所述贴片(6)和天线的所述地平面(4)之间的至少一个分立元件。

13.根据权利要求5的传输系统，所述系统特征在于所述电介质基片(2)包括它的区域的至少一部分中的两个互相不同的和分别构成传送所述地平面(4)的底部电介质层(21)和传送所述贴片(6)的顶部电介质层(22)的叠加的层。

14.根据权利要求13的系统，所述系统特征在于所述顶部电介质层(22)具有比所述底部电介质层(21)更高的相对介电常数，和所述两个层在所述基片(2)的整个区域延伸。

15.根据权利要求13的系统，所述系统特征在于所述天线包括一个导电的插入件(23)，在所述底部电介质层(21)和所述顶部电介质层(22)之间的所述贴片(6)的区域的一部分中延伸，和所述部分至少在所述通道(32)下延伸。

16.根据权利要求7的传输系统，所述系统特征在于所述主体(31)具有一个突起(34)，在所述通道(32)附近的所述贴片(6)的平面中延伸。

17.根据权利要求7的传输系统，所述系统特征在于所述隔板槽(17)从贴片的所述后面边缘(10，11)延伸到所述前面边缘(12)直到离开所述两个横向的边缘和所述前面边缘一个距离的所述隔板槽的后端(15)，因此所述主体(31)通过具有一个长度和一个宽度的通道(32)连接到所述尾部(33)，所述长度(W2)在所述横向方向(DT)中延伸，所述宽度(L2)在所述槽(17)的所述前面边缘(14)和所述后面边缘(15)之间的所述纵向方向(DL)中延伸，所述槽分开所述后面边缘为形成所述主体的一部分并且装备所述短的电路(S)的主体基座(10)和形成所述尾部的一部分的尾部基座，所述尾部基座在所述横向方向(DT)具有一个宽度(W4)，所述尾部的尖头(13)包括所述尾部与所述通道结合的区域并且具有在所述横向方向延伸的一个宽度(W3)，所述尾部具有在从所述尾部基座到所述尖头的所述纵向方向(DL)延伸的一个长度(L3)，和所述尾部的宽度在所述长度的各个点限定并且在所述横向方向(DT)中延伸。

18.根据权利要求17的传输系统，所述系统特征在于该尾部(33)的基座(11)的所述宽度(W4)大于所述尾部的尖头(13)的所述宽度(W2)。

19.根据权利要求18的传输系统，所述系统特征在于该尾部(33)的所述宽度通过所述尖头和所述基座的所述宽度(W3，W4)之间的多个中间值从所述尖头(13)增加到所述尾部的所述基座(11)。

20.根据权利要求19的传输系统，所述系统特征在于该尾部(33)的所述长度(L3)是该主体(31)的所述长度(L1)的50％到100％和所述第二频率(F2)与所述基本频率(F1)的比率F2/F1为1.9到2.1。

21.根据权利要求19的传输系统，所述系统特征在于该尾部(33)的基座(11)的所述宽度(W4)是该主体(31)的所述宽度(W1)的50％至150％，所述通道(32)和所述尾部的所述尖头(13)构成所述尾部的连接系统，所述系统的较窄的宽度构成一个有效的尾部连接宽度(W3)并且这个有效宽度是所述基座的所述宽度(W4)的10％至70％。

22.根据权利要求4的传输系统，所述系统特征在于所述隔板槽(17)的边缘在与所述主体(31)相同的侧是凹面的，而在与所述尾部(33)相同的侧是凸面的。

23.根据权利要求7的传输系统，所述系统特征在于所述短的电路(S)和该隔板槽(17)的所述原点是接近所述后面侧(10)和所述尾部侧(16)公共的点，所述隔板槽(17)的边缘在与该主体(31)相同的侧是凹面的，而在与所述尾部(33)相同的侧是凸面的，以致所述两个谐振路径分别从所述短的电路延伸，和所述两个路径之一仅仅在所述主体(31)中延伸而另一个路径在所述主体中和在所述尾部(33)中延伸。

24.一个天线，特征为与根据前面的任何一个权利要求的系统的所述天线的同样的方式。

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