CN1754284A - 宽带短锥形条天线 - Google Patents

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Abstract

公开了有关的系统和方法，提供一种锥形导体条以适应于宽带无线通信。实施例中给出一个沿其表面弯曲的导体条，借此提供一种孔径锥。构造上能提供孔径锥的导体条可放置于一个平面基底板上，以形成一种宽带的锥形条天线单元。实施例中还给出一种沿其一个边缘或多个边缘弯曲的导体条，借此提供一种阻抗锥。阻抗锥的尺寸可取地选择成针对在这里形成的天线单元而言，能给出所需的特性阻抗。实施例中可进一步包括一个短针或短板配置，以产生另外的模式。

Description

宽带短锥形条天线
技术领域
本发明一般涉及无线通信，尤其涉及锥形条天线单元配置，用于提供宽带信号通信。
背景技术
信号的无线通信通常涉及应用规定频谱的频带，供载波信号使用。许多无线通信系统使用的频带比较窄，容许将天线调谐到谐振于通信系统的比较窄频带内所接收和/或发送的特定频率上。此类天线一般不提供良好的宽带频率响应。
过去，对于特定用途诸如包括雷达在内的军事应用和空间应用场合，已经开发各种宽带天线配置。例如，锥形隙缝天线、喇叭形天线、螺旋天线、锥体天线、对数周期天线和平面环形单极天线等，它们已使用于宽带通信中。
锥形隙缝天线最初于1974年引入，后来在1979年作出改进，采用指数锥形配置，使之具有较好的宽带阻抗匹配。锥形隙缝天线的指数锥形配置通常称为Vivaldi天线，示明于图1A至图1C中。这些天线具有宽带特性，能以方向性辐射图给出高的天线增益。
从图1A至图1C中可见，锥形隙缝天线的物理结构具有“刀片”模样，其中，阴极(如图1A中单元101所示)和阳极(如图1A中单元102所示)导体布置成平面，它们之间有锥形隙缝。锥形隙缝起波导的作用，能建立有效辐射的电磁场。在隙缝末端(图1B中标志为R)提供信号输入/输出，由隙缝的锥部确定天线孔径(图1B中标志为A)。
从图1A至图1C中可见，锥形隙缝天线包括两个区域：设定区和张口区。通常，天线设计上要求长的设定区以提供方向性，这导致锥形隙缝天线在轴向一般地比较长。因此，天线长度(图1B中标志为L)典型地在2λ0＜L＜12λ0的范围内，式中，λ0是天线最低谐振频率的自由空间波长。此种比较长的天线配置在提供十分纯净的电波极化上是有利的。然而，如此长的天线配置所需的空间使得其天线特性对天线的放置较为敏感，因此，它们在各种移动通信和其他通信系统中的应用受到限制。
孔径(A)的宽度决定最低谐振频率(也就是，A≥λ0/2，式中，λ0是最低谐振频率的自由空间波长)。然而，在较低频率上，阻抗终接往往成为问题。具体地，如上面所示，孔径等于天线最低谐振频率的半波长，而在此频率上，由于电流没有适当的阻抗终接，天线不能很好地匹配。由上述可以知道，在较低工作频率上天线到达其张口孔径的最大值时，锥形隙缝天线匹配情况差。
在大的频率范围内，锥形隙缝天线的阻抗不是恒定值。因此，优化的锥形隙缝天线对于隙缝内激励的电流矢量应呈现“自相似”形的性能。因不平衡造成的不对称电流也会使一定频率上的电波传播质量下降，由此降低宽带性能和辐射效率。所以，锥形隙缝天线中采用平衡馈电系统，以确保对辐射方向图的控制。例如，通常实施对阴极和阳极的平衡馈电以使孔径辐射等效于偶极子天线。为此，需要平衡的馈电机制。
在尝试提供较平衡的电磁场上，已经开发对映的Vivaldi天线配置。图1C示明一种对映Vivaldi天线配置。虽然，就电磁场平衡而言得到改进，但此种配置仍存在上述Vivaldi天线配置所关联的其他缺点。
平面环形单极天线中包括一个盘形板作为单极，可提供全方向性通信。平面环形单极天线的一个例子示明于图2，其中，盘形板201布置成与基座平板202垂直。此种天线的使用通常限制于室内场合。
平面环形单极天线在设计上典型地能提供很宽频带的通信。然而，在较高工作频带上，电波辐射开始出现显著的多源供电。因此，平面环形单极天线的辐射方向图在这些频率上开始变坏。所以，此类天线的工作频率因辐射方向图变坏而实际上受限制，大致限制于天线所设计的最低频率之上的二三倍上。
按照平面环形单极天线的设计，盘的高度尺寸典型地对应于天线所设计的最低频率的四分之一波长。因此，平面环形单极天线的尺寸通常比较大。并且，在该最低频率上，由于电流的阻抗终接问题而匹配不良。
在颁发给Glabe等人美国专利No.5,748,152中，详细示明一种宽带平行板天线，该公开件引入于此作为参考，它是一种在有导体板的基底材料上形成的隙缝天线单元。如图3中所示，隙缝310包括张口的两个隙缝段311和312，它们分别处在阴极301和阳极302两者上，朝张口的背后延伸。这些隙缝内填充入吸收材料，主要使总的孔径尺寸最小化，并对电流提供较好的阻抗终接。此种天线呈现比较复杂的结构配置，要求额外的制造成本和较大的天线尺寸。
发明内容
本发明涉及天线系统和制造方法，它包括短的锥形导体条，适应于宽带无线通信。按照优选实施例，使导体条沿其表面弯曲借此形成锥体(这里，称为孔径锥)，其特性选择成适合于宽带无线通信。导体条在配置上形成一个处于平面基底板上的孔径锥，导体条起阳极的作用，基底板起对应的阴极的作用，构成一种按照本发明优选实施例的宽带锥形条天线单元。本发明的实施例适应于用一个信号馈电机制激励产生电流，可取地，该馈电机制的位置布置于导体条与基底板之间空隙最小的地方，信号传输至宽带锥形条天线单元的孔径上，并保持于自缩放的状态，确保天线的宽带性能。
使优选实施例的导体条沿其一个边缘或几个边缘弯曲借此形成锥体(这里，称为阻抗锥)，其特性选择成适合于宽带通信。一个实施例锥体的阻抗锥中，导体条的边缘沿着具有前述孔径锥的表面，以使比较细的导体条部分保持其位置最接近信号馈电机制点，当趋向前面所述孔径锥表面处时导体条逐渐变宽。可取地，阻抗锥尺寸可选择成针对在这里所形成的天线单元来说，具有所需的特性抗阻。例如，可将阻抗锥选择成确保宽带锥形条天线单元与常规的50Ω端口匹配，并给出定向的辐射方向图。
应理解到，本发明优选实施例的宽带性能是结合不平衡馈电配置得到的。因此，按照本发明的实施例中不需要宽带的平衡-不平衡转换器，从而与各种现有技术的宽带天线配置诸如Vivaldi锥形隙缝天线相比较，本天线配置的尺寸可做到小得多。
本发明的实施例中包括短针或短板配置，以产生另外的模式。应用这样的短针，本发明的宽带锥形条天线单元的最低谐振频率不受孔径大小的制约。所以，可利用此类实施例便于做到进一步减小天线配置的尺寸。例如，采用短针的本发明实施例能给出大约0.14λ0尺寸的宽带锥形条天线单元，这里，λ0是最低谐振频率的自由空间波长。
上面，大略地概述了本发明的特性和技术优点，有助于对下面的本发明详细说明得以良好理解。后面，结合本发明权利要求书中的主题内容，说明本发明的附加特性和优点。本技术领域内的熟练人员知道，可以方便地以公开的概念和具体实施例为基础，用以修改和设计其它的结构来实现与本发明相同的目的。本技术领域内的熟练人员应认识到，此类等效构造偏离不开在所附权利要求书中提出的本发明的精神和范围。从结合附图阅读下面的说明中，可以确信本发明所具有特性的新特点，包括它的组成和工作方法两方面，并能较好地了解此外的目的和优点。然而，应该明确地知道，给出的每张附图目的只在于示例和解释，并非意在规定本发明的界限。
附图说明
为了更全面地了解本发明，现在，结合附图参考下面的说明。
图1A至图1C示明现有技术的Vivaldi天线配置；
图2示明现有技术的平面环形单极天线配置；
图3示明现有技术的宽带平行板天线配置；
图4A至图4D示明按照本发明实施例的宽带锥形天线的不同视图；
图5A和图5B示明图4A至图4D中宽带锥形条天线的等角视图；
图6示明本发明的宽带锥形条天线实施例中测得的输入回波损耗曲线图；
图7A、7B和7C示明本发明的宽带锥形条天线实施例在不同频率上的辐射方向图；
图8A和图8B示明本发明的宽带锥形条天线实施例中另一种有利的短针实施例；以及
图9示明本发明的宽带锥形条天线实施例中另一种有利的导体条
实施例。
具体实施方式
观看图4A至图4D，它们示明宽带锥形条天线400的不同视图。具体地，图4A为宽带锥形条天线400的顶视图，图4B为宽带锥形条天线400的侧视图，图4C为宽带锥形条天线400的正视图，图4D为宽带锥形条天线400的背视图。图5A和图5B给出宽带锥形条天线400的两个等角视图，以进一步帮助了解图4A至图4D中所示实施例的配置。
所示实施例的宽带锥形条天线400内包含布置在基底板420上的导体条410，并具有信号馈电机制401，其位置安排于导体条410与基底板420之间最小缝隙的隙缝处，以使得导体条410起阳极的作用，基底板420起对应的阴极的作用。信号馈电机制401中可包含任意数目的机制，用于来往地使信号连接宽带锥形条天线400。例如，信号馈电机制401可包含一个安排于导体条410与基底板420之间的隙缝内、末端无阻抗终接的传输线，但与隙缝之间无电连接。另外的方式下，信号馈电机制401可包含波导、微带线或其他合适的信号换能器。
图4A-4D的实施例中又示明短针或短板414，它在距离信号馈电机制401的远处使导体条410的一端与基底板420连接。优选实施例中的短板414应用于产生一种另外模式，即短环路模式，借此提供一种宽带锥形条天线单元配置，其中，最低谐振频率不受限于孔径尺寸。
从图中可见，所示实施例的导体条410具有许多与之相关的锥形参数，实际上对信号馈电机制401呈现出自相似特性。具体地，导体条410包括锥体413，这里也称为孔径锥，在此处它给出一个弯曲面。另外，导体条410包括锥边411和412，这里也称为阻抗锥，在此处它给出弯曲的边缘。这些锥形参数影响宽带锥形条天线400的总体性能，所以，或按需选择参数。一般地说，锥体413(孔径锥)按电磁激励特性进行优化，以确保宽带效果。锥边411和412(阻抗锥)用以确保在频率带内阻抗恒定。
宽带锥形条天线400的其他参数也能应用来影响天线的总体性能。例如，宽带锥形隙缝天线400的长度参数(图4B中示明为L)的调整可影响电波极化的纯净度。附加地或另一种方式下，可以调整电介质参数(未示出)，诸如在电流路径内引入电介质材料以减慢电波传播速度，由此可减小有效孔径尺寸(图4B中示明为A)。例如，按照一个实施例，借助于在朝向天线孔径中信号馈电机制401正前方的一个区域内，将电介质材料放入导体条410与基底板420之间的隙缝中，可以减小宽带锥形隙缝天线400的总体尺寸。应用这样的一种电介质，也可以做到辐射束聚焦调整。
所示实施例的锥体413实质上是由环体415确定的环半径的一部分。例如，环体415可包含非导体，可取地是透射射频(RF)的圆柱，材料诸如是本技术领域内知道的玻璃、塑料、聚合树脂或者其他可成形的材料，而导体条410形成于其周围。因此，所示实施例的导体条410带有与环体415之表面部分对应的锥体413。环体415的半径、并因此与锥体413关联的锥形参数，可取地选择成能提供足够大的孔径(图4B中示明为A)，以给出所需的最低谐振频率；同时，选择成使天线单元具有可接受的总体尺寸和/或有足够长的长度(图4B中示明为L)，由此提供所需的天线工作特性，诸如纯净的电波极化。
虽然，示明的实施例具有实质上圆形孔径的锥形参数，但应理解到，按照本发明也可采用其他的孔径锥配置。例如，锥体413可以依从椭圆轮廓，诸如将椭圆布置成纵长轴平行于基底板420，以给出增大的长度参数L，由此比如可提高电波极化纯净度。并且，孔径锥的形状可以按照本发明的实施例选择，以控制宽带锥形条天线的方向性。例如，所示实施例的环体实施例产生的波前将沿着相对于图4B中所示基底板表面成大约45°角的方向传播。选择锥形特性使导体条410具有更扁圆的轮廓(例如，采用其纵长轴平行于图4B中基底板420的椭圆状布置)，可使产生的波前沿着相对于图4B中所示基底板表面成小于45°角的方向(更偏向X轴的方向)传播。另一种方式，选择锥形特性使导体条410呈现较直立的轮廓(例如，采用其纵长轴垂直于图4B中基底板420的椭圆状布置)，可使产生的波前沿着相对于图4B中所示基底表面成大于45°角的方向(更偏向Z轴的方向)传播。
虽然，按照本发明的实施例，宽带锥形条天线400其孔径尺寸与工作频带内的最低谐振频率成比例，但应理解到，选择特定的宽带锥形条天线400的参数，诸如前述的电介质参数，或者采用短针，可有助于使孔径明显地小于四分之一波长(也就是，A＜λ0/4，式中，λ0是最低谐振频率的自由空间波长)。例如，一个原型宽带锥形条天线按图4A-4D中所示的尺度(D)的比例，孔径(图4B中的A)的大小约为0.14λ0，长度(图4B中的L)的大小约为0.19λ0。测试得到，在最低谐振频率的波入λ0上天线工作令人满意。
所示实施例的锥边411和412实质上为被锥体413弯曲的导体条410面上沿边缘切出的环半径的一部分。锥边411和412的曲率可取地选择成在信号馈电机制401上呈现所需的阻抗，诸如50Ω，以匹配典型的传输线阻抗，使得在整个工作频带内有较良好的阻抗匹配。具体地，锥边411和412可取地选择成能给出不随工作频率变化的阻抗。因此，锥边411和412可取地使导体条410的宽度做得比较细，在锥形本体413处或其之前达到所需的满宽度而提供出孔径曲面。
观看图6，它示明对上述的原型宽带锥形条天线配置测得的输入回波损耗随频率变化的曲线图。从图线图上容易知道，该原型天线具有超宽带的工作特性，工作频带可从大约1.7GHz到大约14GHz。并且，在大约1GHz上产生附加的谐振。因此，原型宽带锥形条天线适合在工作于900MHz上的蜂窝业务中应用，诸如GSM系统，也适合于工作在1.7GHz之上的无线系统场合。换言之，本发明实施例的宽带锥形条天线配置能给出大约14∶1的总带宽，其尺寸大约是在同样的最低工作频带上运行的标准单极天线的一半。
由于本发明的实施例能给出超宽带性能，所以，这里所述的宽带锥形条天线实质上可应用于任何的或所有的现代无线通信系统中，诸如可工作在900MHz、1.8GHz、1.9GHz、2.4GHz和5GHz上。类似地，本发明的宽带锥形条天线可应用于UWB数字脉冲无线通信中。
图7A至图7C示明在本原型天线的工作频带内对特定频率测得的辐射方向图。具体地，图7A示明原型宽带锥形条天线在900MHz上测得的远场辐射方向图，图7B示明原型宽带锥形条天线在2.45GHz上测得的远场辐射方向图，以及图7C示明原型宽带锥形条天线在5.2GHz上测得的远场辐射方向图。图7A的辐射方向图实质上是900MHz上与短环路模式关联的全方向性辐射方向图。图7B和图7C上分别为2.45GHz和5.2GHz的辐射方向图，它们示明在x-z平面上大约45°-50°范围内的辐射方向图。
如上所述，图4A-4D中所示实施例的宽带锥形条天线配置中包括两种不同的辐射模式：一种是连续波辐射，另一种是短环路模式辐射。又如上所述，在使宽带锥形条天线能谐振于较低频率方面，短环路模式比之其他可行模式优越。因此，在所示的实施例中包含短板414。然而，应该知道，按照本发明应用短针时，包含的配置可不同于图4A-4D的实施例中关联的配置。例如，本发明的短针能适应于在产生附加谐振上做到最优化。
短针配置中的不同配置示明于图8A和图8B上，它们给出与图4D的背视图对应的宽带锥形体天线400的背视图。图8A的实施例中，短板414由短条841和842取代。应当知道，短条841和842除了或许引起电感特性以及稍许降低谐振频率之外，实质上给出与短板414相同的工作性能。然而，图8A的宽带锥形条天线配置提供的实施例所使用材料比图4A-4D中的少，因此，其重量较轻，并或许是费用较低的配置。图8B的实施例中，短板414由短条843和844取代。应当知道，短条843和844中包括“曲折”部分，由此，可增大短环路模式中的电流路径长度，降低较低频带内的谐振频率。
本发明的实施例也可以省略短针或短板，诸如当工作中不需要较低频带时。附加地或另外的方式下，本发明的实施例可提供一个或多个能选择的短针，诸如通过在那里插入PIN二极管，借助于对合适的各个PIN二极管进行偏置控制以选择短针。
本发明的宽带锥形条天线实施例中，对于短环路模式可以对上述那些情况作附加的或另外方式的修改。例如，导体条410的锥形面可以修改成创建一个多频带天线以取代超宽带性能的天线。观看图9，它示明与图4C的正视图对应的宽带锥形条天线400的正视图，实施例中包括导体条410锥形面上的隙孔910，以实现多频带运行。隙孔910可取地其大小和形状使宽带锥形隙缝天线400本来会起响应的一部分频带阻塞掉，由此可工作在较高和较低频带上。具体地，较高频率的谐振决定于隙口910相对于信号馈电机制401的位置，而较低频率的谐振决定于隙口910所阻塞的频带(比例于隙口910的大小)和天线的最低谐振频率。
虽然，这里参考信号的电波辐射已经说明各优选实施例，但应当知道，本发明的宽带锥形条天线对于发射机、接收机和/或收发信机都是有用的。因此，这里涉及的信号的发送或辐射预定也包罗相反方面亦即信号的接收。
虽然，已经详细说明本发明及其优点，但应理解到，在不偏离此处所附加的权利要求书中规定的本发明的精神和范围下，可以作出各种变化、替代和更改。而且，所涉及的应用范围并非意在限制具体实施例中按技术规范说明的处理，机构、制造、组成要件、装置、方法和步骤。本技术领域内的一般熟练人员从本发明的公开内容中容易知道，可以采用当前已有的或今后开发的其他的处理、机构、制造、组成要件、装置、方法或步骤，借以实现实质上相同的功能或达到实质上相同的效果，就象这里按本发明说明的相应实施例那样。因此，所附的权利要求书预定在其要求范围内包括此类处理、机构、制造、组成要件、装置、方法或步骤。

Claims (71)

1.一种天线单元，包含：
导体条，具有锥形面，借此确定一个孔径锥，以及
基底板，布置成平行于至少一部分的所述导体条锥形面，其中，在所述至少一部分的所述导体条锥形面处，一个信号馈电隙缝位于所述导体条与所述基底板之间。
2.根据权利要求1所述的天线单元，其中，由所述孔径锥的大小和形状确定所需的工作频带。
3.根据权利要求2所述的天线单元，其中，所述所需的工作频带为宽带频带。
4.根据权利要求2所述的天线单元，其中，所述所需的工作频带包括从大约1.7GHz到大约14GHz的频率范围。
5.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述导体条的所述孔径锥包含一部分环形曲面。
6.根据权利要求1所述的天线单元，其中，由所述天线单元辐射的信号所关联的波前传播矢量角自所述基底板表面上以大约45°角传播。
7.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述导体条的所述孔径锥包含一部分椭圆曲面。
8.根据权利要求7所述的天线单元，其中，所述椭圆曲面的椭圆布置成平行于所述基底板表面。
9.根据权利要求8所述的天线单元，其中，由所述天线单元辐射的信号所关联的波前传播矢量角自所述基底板表面上以小于45°角传播。
10.根据权利要求7所述的天线单元，其中，所述椭圆曲面的椭圆布置成垂直于所述基底板表面。
11.根据权利要求10所述的天线单元，其中，由所述天线单元辐射的信号所关联的波前传播矢量角自所述基底板表面上以大于45°角传播。
12.根据权利要求1所述的天线单元，其中，所述导体条进一步具有所述锥形面的至少一个边缘，借此确定一个阻抗锥。
13.根据权利要求12所述的天线单元，其中，所述阻抗锥的大小和形状使得在所需的整个工作频带内具有近似恒定的阻抗。
14.根据权利要求12所述的天线单元，其中，所述阻抗锥在所述导体条锥形面的所述至少一部分处，可使所述导体条的宽度减小到一个最小值上。
15.根据权利要求12所述的天线单元，其中，所述阻抗锥在与信号馈电机制相接口的地方，具有大约50Ω的阻抗。
16.根据权利要求1所述的天线单元，进一步包含：
一个短针，使所述基底板到所述至少一部分所述导体条锥形面上远处的所述导体条末端之间，实现电连接。
17.根据权利要求16所述的天线单元，其中，所述短针对于所需工作频带中的较低频率提供阻抗终接。
18.根据权利要求16所述的天线单元，其中，所述短针对于所述天线单元提供短环路工作模式。
19.根据权利要求18所述的天线单元，其中，所述短环路工作模式在所述天线单元之所需工作频带内最低谐振频率之下，能给出一个谐振频率。
20.根据权利要求19所述的天线单元，其中，所述所需的工作频带包含大约14∶1的带宽。
21.根据权利要求16所述的天线单元，其中，所述短针包含一个短板，具有的宽度对应于所述导体条的宽度。
22.根据权利要求16所述的天线单元，其中，所述短针包含一短条，具有的宽度小于所述导体条的宽度。
23.根据权利要求16所述的天线单元，其中，所述短针包含信号延时机制。
24.根据权利要求23所述的天线单元，其中，所述信号延时机制包含短针的曲折。
25.根据权利要求16所述的天线单元，进一步包含：
短针选择电路，工作中选择性地应用所述短针。
26.根据权利要求25所述的天线单元，其中，所述短针选择电路包含：
至少一个PIN二极管，布置于所述短针的信号路径内。
27.根据权利要求1所述的天线单元，进一步包含：
一种电介质材料，布置于所述信号馈电隙缝中。
28.根据权利要求1所述的天线单元，其中，与所述孔径锥关联的孔径A小于所需工作频带内最低频率的四分之一波长，也即A＜λ0/4，式中，λ0是所需工作频带内最低谐振频率的自由空间波长。
29.根据权利要求28所述的天线单元，其中，所述孔径A大约为0.14λ0。
30.根据权利要求1所述的天线单元，其中，与所述信号馈电隙缝关联的长度L小于所需工作频带内最低频率的四分之一波长，也即L＜λ0/4，式中，λ0是所需工作频带内最低谐振频率的自由空间波长。
31.根据权利要求30所述的天线单元，其中，所述长度L大约为0.19λ0。
32.一种天线单元，包含：
导体条，具有锥形面，借此确定一个孔径锥，其中，所述孔径锥的大小和形状给出所需的工作频带，所述导体条进一步具有所述锥形面的至少一个边缘，借此确定一个阻抗锥，其中，所述阻抗锥的大小和形状使得在所需的整个工作频带内具有近似恒定的阻抗。
33.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述所需的工作频带为宽带频带。
34.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述所需的工作频带包含大约14∶1的带宽。
35.根据权利要求32所述的天线单元，其中，与所述孔径锥关联的孔径A小于所述所需的工作频带内最低频率的四分之一波长，也即A＜λ0/4，式中，λ0是所需工作频带内最低谐振频率的自由空间波长。
36.根据权利要求35所述的天线单元，其中，所述孔径A大约为0.14λ0。
37.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述导体条的所述孔径锥包含一部分环形曲面。
38.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述导体条的所述孔径锥包含一部分椭圆曲面。
39.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述阻抗锥在与信号馈电机制接口的所述导体条的一部分处，可使所述导体条的宽度减小到一个最小值上。
40.根据权利要求32所述的天线单元，其中，所述阻抗锥在与信号馈电机制相接口的地方，具有大约50Ω的阻抗。
41.根据权利要求32所述的天线单元，进一步包含：
基底板，布置成平行于至少一部分的所述导体条的所述锥形面，其中，在所述至少一部分的所述导体条锥形面处，一个信号馈电隙缝位于所述导体条与所述基底板之间。
42.根据权利要求41所述的天线单元，其中，与所述信号馈电隙缝关联的长度L小于所述所需的工作频带内最低频率的四分之一波长，也即L＜λ0/4，式中，λ0是所需工作频带内最低谐振频率的自由空间波长。
43.根据权利要求42所述的天线单元，其中，所述长度L大约为0.19λ0。
44.根据权利要求41所述的天线单元，进一步包含：
一个短针，使所述基底板到所述至少一部分所述导体条锥形面上远处的所述导体条末端之间，实现电连接。
45.根据权利要求44所述的天线单元，其中，所述短针对于所需工作频带中的较低频率提供阻抗终接。
46.根据权利要求44所述的天线单元，其中，所述短针对于所述天线单元提供短环路工作模式。
47.根据权利要求46所述的天线单元，其中，所述短环路工作模式在所述天线单元所述的所需工作频带内最低谐振频率之下，能给出一个谐振频率。
48.根据权利要求44所述的天线单元，其中，所述短针包含一个短板，具有的宽度对应于所述导体条的宽度。
49.根据权利要求44所述的天线单元，其中，所述短针包含一个短条，具有的宽度小于所述导体条的宽度。
50.根据权利要求44所述的天线单元，其中，所述短针包含信号延时机制。
51.根据权利要求44所述的天线单元，进一步包含：
短针选择电路，工作中选择性地应用所述短针。
52.根据权利要求41所述的天线单元，进一步包含：
一种电介质材料，布置于所述信号馈电隙缝中。
53.一种用于提供宽带天线的方法，所述方法包含：
使一个导体条的面成为锥形，以确定一个孔径锥；
将所述导体条布置成与一个基底板邻接，其中，至少一部分的所述导体条的所述锥形面平行于所述基底板，一个信号馈电隙缝位于所述至少一部分的所述锥形面与所述基底板之间。
54.根据权利要求53所述的方法，进一步包含：
使所述孔径锥的大小适应于所需的工作频带。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，所述所需的工作频带为宽带频带。
56.根据权利要求54所述的方法，其中，所述所需的工作频带包含大约14∶1的带宽。
57.根据权利要求53所述的方法，其中，在使所述导体条的所述表面成为所述锥形中包含：
使所述导体条的所述面具有环形曲面。
58.根据权利要求53所述的方法，其中，在使所述导体的所述面成为所述锥形中包含：
使所述导体条的所述锥形面具有椭圆曲面。
59.根据权利要求53所述的方法，进一步包含：
使所述导体条之所述锥形面的至少一个边缘成为锥形，以确定一个阻抗锥。
60.根据权利要求59所述的方法，进一步包含：
使所述阻抗锥的大小在所需的整个工作频带内具有近似恒定的阻抗。
61.根据权利要求59所述的方法，其中，在使所述锥形面的所述至少一个边缘成为锥形中包含：
使所述导体条之所述锥形面的至少两个对侧边缘成为锥形。
62.根据权利要求59所述的方法，其中，所述阻抗锥在与信号馈电机制相接口的地方，具有大约50Ω的阻抗。
63.根据权利要求53所述的方法，进一步包含：
应用短针使所述基底板到所述至少一部分所述导体条锥形面上远处的所述导体条末端之间，实现电连接。
64.根据权利要求63所述的方法，其中，所述短针对于所需工作频带中的较低频率提供阻抗终接。
65.根据权利要求63所述的方法，其中，所述短针对于所述方法提供短环路工作模式。
66.根据权利要求65所述的方法，其中，所述短环路工作模式在所述宽带天线之宽带工作频带的最低谐振频率之下，能给出一个谐振频率。
67.根据权利要求66所述的方法，其中，所述宽带工作频带包含大约14∶1的带宽。
68.根据权利要求63所述的方法，进一步包含：
应用信号延时机制使所述基底板到所述至少一部分所述导体条锥形面上远处的所述导体条末端，信号传播被延时。
69.根据权利要求68所述的方法，其中，所述信号延时机制包含短针的曲折。
70.根据权利要求63所述的方法，进一步包含：
使用一种短针选择电路动态地应用所述短针。
71.根据权利要求53所述的方法，进一步包含：
在所述信号馈电隙缝内放置电介质材料。
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