CN203312447U

CN203312447U - 宽带极化天线

Info

Publication number: CN203312447U
Application number: CN2013200435875U
Authority: CN
Inventors: 谢伊·马莫; 哈伊姆·约纳; 耶尼夫·齐夫
Original assignee: Galtronics Corp Ltd
Current assignee: Galtronics Corp Ltd
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-01-25
Also published as: CN203312458U; CN203326118U; TW201332214A

Abstract

本实用新型提供了一种宽带极化天线，其包括：宽带垂直极化单极锥形辐射元件；反射器，在大致垂直于单极辐射元件的垂直轴的第一平面内具有凸起；以及馈电装置，用于向宽带垂直极化单极辐射元件馈电。

Description

宽带极化天线

相关申请的引用

对2012年1月26日提交的名称为“BROADBAND DUAL-POLARIZED ANTENNA”的PCT专利申请PCT/IL2012/000043进行参考，其公开内容通过引用合并于此，并且依据37CFR1.78(a)(1)和(2)(i)要求其优先权。

技术领域

本实用新型总体上涉及一种天线，更具体地，涉及用于无线通信的宽带极化天线。

背景技术

在本领域中，已知各种类型的极化天线。然而，这样的天线通常是体积大的并且不提供宽带性能。此外，这样的天线可能并不适合于单输入单输出（SISO）操作。

以下出版物被认为代表本领域的当前状态：

‘A New Design of Horizontally Polarized and Dual-Polarized Uni-Planar Conical Beam Antennas for HYPERLAN’,N.J.McEwan et.al.,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,51(2),2003;

‘A Wide-Band Low-Profile Conical Beam Antenna with Horizontal Polarization for Indoor Wireless Communication’,K.M.Luk et.al.,IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,8,2009;

‘A Notch Wire Composite Antenna for Polarization Diversity Reception’,K.Nobuhiro et.al.,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,June1998;

‘Dual Polarized Omnidirectional Array Element for MIMO Systems’,A.N.Gonzalez,KTH Signals,Sensors and Systems,2005.

‘A Shorted Magneto-Electric Dipole with J-Shaped Strip Feed’,Z.Y.Zhang et.al.,Progress In Electromagnetics Research Letters,12,2009;

‘Dual Polarized Omnidirectional Antenna’,D.Skaufel,Master’s Degree Project,KTH Signals,Sensors and Systems,2005;

‘Dual-Polarized Omnidirectional Planar Slot Antenna for WLAN Applications’,A.Ezzeldin et.al.,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,53(9),2005;

‘A Wideband E Plane Omnidirectional Antenna’,M.Hanqing et.al.,7^th International Symposium on Antennas,Propagation and EM Theory,2006;

‘A Horizontally Polarized Omnidirectional Printed Antenna for WLAN Applications’,C.C.Lin et.al.,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,54(11),2006;

‘A2.4GHz Omni-directional Horizontally Polarized Planar Printed Antenna for WLAN Applications’,C.C.Lin et.al.,Antennas and Propagation Society International Symposium,2003;

‘A Broadband Dual-Polarized Magneto-Electric Dipole Antenna With Simple Feeds’,B.Wu et.al.,IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,8,2009;

‘A Dual-Polarized Antenna with Pattern Diversity’,S.Yang et.al.,IEEE Antennas and Propagation Magazine,6,2008;

‘Wide Band Coplanar Waveguide-Fed Monopole Antenna’,J.Kim et.al.,Proceedings of EuCap,2006;

‘Conical-Beam Horizontally Polarized Cross-Slot Antenna’,I.Shtrikman et.al.,3rd International Conference on Computational Electromagnetics and Its Applications,2004;

‘Design of Very Wide-band Linear-Polarized Antennas’,E. Antonino et.al.,Journnes International Sur Antennas,2004;

‘Wide-Band Planar Monopole Antennas’,N.Prasad,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,46(2),1998;

‘A Wide-Band Slot Antenna Design Employing A Fictitious Short Circuit Concept’,N.Behdad et.al.,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,53,2005;

‘A Microstrip-Fed Ultra-Wideband Slot Antenna’,M Leib et.al.,Antennas and Propagation Society International Symposium,2009;

‘A Low Cost UWB Printed Dipole Antenna with High Performances’,E.Gueguen et.al.,IEEE International Conference on Ultra-Wideband,2005;

‘A Windmill-shaped Loop Antenna for Polarization Diversity’,D.S.Kim et.al.,Antennas and Propagation Society International Symposium,2007;

‘Wideband Slot Antenna for WLAN Access Points’,C.R.Medeiros et.al.,IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,9,2010;

‘Reseau d’antennes a6capteurs en diversite de polarisation’,P.Brachat et.al.,13^th International Symposium on Antennas,2004;

‘The Effect of Antenna Orientation and Polarization on MIMO Capacity’,A.N.Gonzalez,et.al.,Antennas and Propagation Society International Symposium,2005;

‘High Performance UWB Planar Antenna Design’,K.Wong,CONVERGE–Applications Workshop for High–Performance Design,2005;

美国专利：4,814,777；5,760,750；5,940,048；6,034,649；6,259,418；6,281,849；6,404,396；6,518,929；6,529,172；6,573,876；6,741,210；6,693,600；6,980,166；6,980,167；7,064,725；7,006,047；7,023,396；7,027,004；7,091,907；7,138,952；7,283,101；7,405,710和7,688,273；以及

美国公布申请：第2006/0232490号；第2006/0232489号；第2008/0030418号和第2010/0097286号。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种尤其适合于单输入单输出（SISO）实现的、新颖的紧凑型宽带极化天线。

因而，根据本实用新型的优选实施例提供了一种宽带极化天线，其包括：宽带垂直极化单极锥形辐射元件；反射器，在大致垂直于单极辐射元件的垂直轴的第一平面内具有凸起（projection）；馈电装置，用于向宽带垂直极化单极辐射元件馈电。

优选地，宽带垂直极化单极锥形辐射元件包括上部圆柱形传导元件和下部锥形传导元件，上部圆柱形元件和下部锥形元件借助于内部隔离元件和外部支架以部分重叠的构造保持。

优选地，单极辐射元件辐射垂直极化的锥形全向波束。

优选地，反射器包括接地平面。优选地，反射器是平面的。

优选地，馈电装置包括用于向单极辐射元件馈电的端口。优选地，端口电连接到单极辐射元件。优选地，端口通过形成在反射器中的孔口电连接到单极辐射元件。

最优选地，上部圆柱形传导元件的顶端与反射器的上表面之间的距离为104.60毫米。最优选地，上部圆柱形传导元件的外径为59.40毫米。

优选地，天线以在698MHz与6GHz之间的频率进行通信。

本实用新型改善了宽带垂直极化单极锥形辐射元件与其周围环境的隔离，并因此降低了天线对外部物理影响和外部电气影响两者的敏感性。另外，由于宽带垂直极化单极锥形辐射元件的锥形全向的且良好隔离的波束图案，宽带极化天线可以以高RF数据吞吐率以及最小的衰落效应和散射效应服务于多个用户。此外，与常规的SISO天线相比，宽带极化天线极其紧凑并且对于制造而言相对简单和廉价。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，将更全面地了解和理解本实用新型，在附图中：

图1是根据本实用新型的优选实施例而构造并进行操作的天线的示意图；

图2A和图2B是图1中所示的类型的天线的简化透视分解图和透视组装图；以及

图3A和图3B是图1至图2B中所示的类型的天线的简化顶视图和截面视图，图3B是沿着图3A中的线IIIB-IIIB得到的。

具体实施方式

现在参照图1，图1是根据本实用新型的优选实施例而构造并进行操作的天线的示意图。

如在图1中看到的，提供了天线100。天线100优选地为室内型天线，并且特别优选地适于安装在天花板102上。然而，应当理解，根据天线100的操作要求，天线100可以替选地适于安装在各种室内表面和/或室外表面上。

如在放大图104中最佳地看到的，天线100包括宽带垂直极化单极辐射元件，这里作为示例而被实现为宽带垂直极化锥形单极辐射元件106。

应当理解，天线100由此构成了通过垂直极化单极106的操作而能够辐射垂直极化的射频（RF）信号的极化天线，从而使天线100尤其非常适合于SISO应用。

单极106优选地设置在反射器112的上表面110上，该反射器112优选地形成天线100的接地平面。反射器112的存在是本实用新型的优选实施例的特定特征，并且在天线100的操作中产生了多个显著优点。

反射器112的尺寸、形状和位置用来控制单极106的辐射图案（pattern）。在本实用新型的特别优选的实施例中，反射器112相对于单极106布置成在大致垂直于单极106的垂直轴114的平面内具有凸起。在图1所示的天线的实施例中，作为示例，反射器112被示为限定垂直于单极106的垂直轴114的平面的平面元件。

反射器112相对于单极106的上述布置导致了锥形全向辐射的形成。这种辐射图案使得天线100尤其非常适合于配置为天花板安装型天线，如由绘图方式呈现的RF波束116所表示的那样。

此外，反射器112的存在改善了单极106与其周围环境的隔离，并因此降低了天线100对外部物理影响和外部电气影响两者的敏感性。

由于单极106的锥形全向的且良好隔离的波束图案，天线100可以以高RF数据吞吐率以及最小的衰落效应和散射效应服务于多个用户，诸如用户118、用户120和用户122。此外，与常规的SISO天线相比，天线100极其紧凑并且对于制造而言相对简单和廉价。

在天线100的操作中，单极106由馈电装置馈电。优选地，单极106在输入端口（未示出）处接收垂直极化的RF输入信号。输入端口优选地位于反射器112的下侧，与单极106优选地所位于的表面110相对。以下参照图2A-3B描述了馈电装置的其它细节，其中优选地通过该馈电装置向单极106馈电。

天线100可以可选地由天线罩124容纳，该天线罩124优选地既具有美观功能又具有保护功能。天线罩124可以由不使天线100的优选辐射图案失真的任何适当材料形成。

现在参照图2A和图2B以及图3A和图3B，图2A和图2B是图1中所示的类型的天线的简化的透视分解图和透视组装图，图3A和图3B是图1至图2B中所示的类型的天线的简化顶视图和截面视图，图3B是沿着图3A中的线IIIB-IIIB得到的。

如在图2A至图3B中看到的，天线100包括位于反射器112的上表面110上的垂直极化的锥形单极辐射元件106。如在图2A中最清楚地看到的，反射器112处于垂直于单极106的垂直轴114的第一平面内。

单极106优选地为宽带锥形单极，优选地包括上部圆柱形传导元件200和下部锥形传导元件202。圆柱形元件200和锥形元件202优选地借助于内部介电隔离元件204和外部介电支架206以部分重叠的构造保持，如在图3B中最清楚地看到的。然而，应当理解的是，所示出的单极106的实施例仅仅是示例性的，并且各种其它宽带单极辐射元件是可行的且包括在本实用新型的范围内。

在天线100的操作中，单极106优选地通过第一馈送端口216接收垂直极化的RF输入信号，该第一端口216优选地借助于形成在反射器112中的孔口218而电连接到锥形元件202，如在图3B中最清楚地看到的。天线100优选地适于以在698MHz与6GHz之间的频率进行通信。

多个孔234可选地形成在反射器112中，以便于将反射器112附接到支撑表面，诸如图1中看到的天花板102。孔234也可以用于可选地将天线罩（诸如，图1中示出的天线罩124）附接到天线100。

最优选地，如图3B所示，上部圆柱形传导元件200的顶端与反射器112的上表面110之间的距离为104.60毫米。最优选地，上部圆柱形传导元件200的外径为59.40毫米。

本领域的技术人员将理解，本实用新型不限于在所附权利要求中已具体要求保护的内容。更确切地，本实用新型的范围包括本领域的技术人员在阅读参照附图进行的前述描述时会想到的且不属于现有技术的、上文中所描述的特征的各种组合和子组合及其改进和变型。

Claims

1.一种宽带极化天线，其特征是，包括：

宽带垂直极化单极锥形辐射元件；

反射器，在大致垂直于所述单极辐射元件的垂直轴的第一平面内具有凸起；以及

馈电装置，用于向所述宽带垂直极化单极辐射元件馈电。

2.根据权利要求1所述的宽带极化天线，其特征是，所述宽带垂直极化单极锥形辐射元件包括上部圆柱形传导元件和下部锥形传导元件，所述上部圆柱形元件和所述下部锥形元件借助于内部隔离件元件和外部支架以部分重叠的构造保持。

3.根据权利要求1或2所述的宽带极化天线，其特征是，所述单极辐射元件辐射垂直极化的锥形全向波束。

4.根据权利要求1或2所述的宽带极化天线，其特征是，所述反射器包括接地平面。

5.根据权利要求1或2所述的宽带极化天线，其特征是，所述反射器是平面的。

6.根据权利要求1或2所述的宽带极化天线，其特征是，所述馈电装置包括用于向所述单极辐射元件馈电的端口。

7.根据权利要求6所述的宽带极化天线，其特征是，所述端口电连接到所述单极辐射元件。

8.根据权利要求6所述的宽带极化天线，其特征是，所述端口通过形成在所述反射器中的孔口电连接到所述单极辐射元件。

9.根据权利要求2所述的宽带极化天线，其特征是，所述上部圆柱形传导元件的顶端与所述反射器的上表面之间的距离为104.60毫米。

10.根据权利要求2所述的宽带极化天线，其特征是，所述上部圆柱形传导元件的外径为59.40毫米。

11.根据权利要求1所述的宽带极化天线，其特征是，所述天线以在698MHz与6GHz之间的频率进行通信。