ES1291234U - Antena multibanda adaptada para eliminar resonancias - Google Patents
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Abstract
Una antena multibanda, que comprende: una columna de elementos de dipolo de banda más baja (16) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más baja; y una columna de elementos de dipolo de banda más alta (118) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más alta, cada elemento de dipolo de banda más alta incluye un tablero de alimentación de banda más alta y un dipolo que tiene un primer brazo de dipolo y un segundo brazo de dipolo; donde, para cada elemento de dipolo de banda más alta, la longitud de la combinación del tablero de alimentación de banda más alta y el primer brazo de dipolo supera un cuarto de una longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja y sintoniza una resonancia de modo común para que esté fuera de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
Description
DESCRIPCIÓN
Antena multibanda adaptada para eliminar resonancias
Solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud de patente provisional de EE. UU. n.° 61/978,791 presentada el 11 de abril de 2014 y titulada "Method of Eliminating Resonances In Multiband Radiating Arrays", de la que su divulgación completa se incorpora por referencia. Antecedentes
Son conocidas antenas multibanda para comunicaciones inalámbricas de voz y datos. Por ejemplo, las bandas de frecuencia comunes para los servicios GSM incluyen GSM900 y GSM1800. Una banda baja de frecuencias en una antena multibanda puede comprender una banda GSM900, que funciona a 880-960 MHz. La banda baja también puede incluir el espectro de Dividendo Digital, que funciona a 790-862 MHz. Además, la banda baja también puede cubrir el espectro de 700 MHz a 698-793 MHz.
Una banda alta de una antena multibanda puede comprender una banda GSM1800, que funciona en el intervalo de frecuencia de 1710-1880 MHz. Una banda alta también puede incluir, por ejemplo, la banda UMTS, que funciona en 1920-2170 MHz. Las bandas adicionales pueden comprender LTE2.6, que funciona a 2,5-2,7 GHz y WiMax, que funciona a 3,4 3,8 GHz.
Cuando se emplea un elemento de dipolo como elemento radiante, es común diseñar el dipolo para que su primera frecuencia resonante esté en la banda de frecuencia deseada. Para lograr esto, los brazos de dipolo tienen aproximadamente un cuarto de longitud de onda, y los dos brazos de dipolo juntos tienen aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la banda deseada. Estos son conocidos comúnmente como dipolos de "media onda". Los dipolos de media onda tienen una impedancia bastante baja, típicamente en el intervalo de 73-75 Q.
Sin embargo, en las antenas multibanda, los patrones de radiación para una banda de frecuencia más baja se pueden distorsionar por las resonancias que se desarrollan en los elementos radiantes que están diseñados para radiar en una banda de frecuencia más alta, típicamente de 2 a 3 veces más alta en frecuencia. Por ejemplo, la banda GSM1800 tiene aproximadamente el doble de frecuencia que la banda GSM900.
Existen dos modos de distorsión que se observan típicamente, resonancia de modo común y resonancia de modo diferencial. La resonancia de modo común (CM) se produce cuando toda la estructura radiante de banda más alta resuena como si fuera un monopolo de un cuarto de onda. Puesto que la estructura vertical del radiador (el "tablero de alimentación") a menudo tiene una longitud de un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de banda más alta y los brazos de dipolo también tienen una longitud de un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de banda más alta, esta estructura total tiene aproximadamente una longitud de la mitad de longitud de onda a la frecuencia de banda más alta. Cuando la banda más alta es aproximadamente el doble de la frecuencia de la banda más baja, debido a que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, la estructura de banda alta total tendrá una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a una frecuencia de banda más baja. El modo diferencial se produce cuando cada mitad de la estructura del dipolo, o dos mitades de elementos radiantes de frecuencia más alta polarizados ortogonalmente, resuenan entre sí.
Un enfoque conocido para reducir la resonancia de CM es ajustar las dimensiones del radiador de banda más alta para que la resonancia de CM se mueva por encima o bien por debajo del intervalo de funcionamiento de banda más baja. Por ejemplo, un método propuesto para volver a sintonizar la resonancia de CM es usar un "foso". Véase, por ejemplo, la sol. de pat. de EE. UU. 14/479,102, de la que su divulgación se incorpora por referencia. Se corta un agujero en el reflector alrededor de la sección vertical del elemento radiante (el "tablero de alimentación"). Se inserta un pozo conductor en el orificio y se extiende el tablero de alimentación hasta el fondo del pozo. Esto alarga el tablero de alimentación, que mueve la resonancia de CM más baja y hacia fuera de la banda, mientras que al mismo tiempo mantiene los brazos de dipolo aproximadamente un cuarto de longitud de onda por encima del reflector.
Este enfoque, sin embargo, conlleva una complejidad y un coste de fabricación adicionales.
Resumen de la invención
Esta divulgación cubre estructuras alternativas para volver a sintonizar la frecuencia de CM hacia fuera de la banda más baja. Un aspecto de la presente invención es usar un dipolo de alta impedancia como elemento radiante para el elemento de banda alta de una antena multibanda. A diferencia de un dipolo de media onda, un elemento de alta impedancia está diseñado para que su segunda frecuencia resonante esté en la banda de frecuencia deseada. La impedancia de un dipolo que funciona en su segunda frecuencia resonante es de
aproximadamente 400 Q - 600 Q típicamente. En un dipolo de alta impedancia de este tipo, los brazos de dipolo se dimensionan de modo que los dos brazos de dipolo juntos abarquen aproximadamente tres cuartos de una longitud de onda de la frecuencia deseada. En otro aspecto, los brazos de dipolo del dipolo de alta impedancia se acoplan de forma capacitiva a las líneas de alimentación en los tallos verticales.
Un conjunto radiante multibanda de acuerdo con la presente invención incluye una columna vertical de elementos de dipolo de banda más baja y una columna vertical de elementos de dipolo de banda más alta. Los elementos de dipolo de banda más baja funcionan a una banda de frecuencia de funcionamiento más baja. Los elementos de dipolo de banda más alta funcionan a una banda de frecuencia más alta, y los elementos de dipolo de banda más alta tienen brazos de dipolo que se combinan para tener aproximadamente tres cuartos de una longitud de onda de la frecuencia de punto medio de banda de frecuencia de funcionamiento más alta. Los elementos radiantes de banda más alta se soportan por encima de un reflector por tableros de alimentación de banda más alta. Una combinación de los tableros de alimentación de banda más alta y los brazos de dipolo de banda más alta no resuenan en la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
Dichos brazos de dipolo de banda más alta resuenan a una segunda frecuencia resonante en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta, no a una primera frecuencia resonante tal como un dipolo de media onda. La banda de frecuencia de funcionamiento más baja puede ser aproximadamente de 790 MHz-960 MHz. La banda de frecuencia de funcionamiento más alta puede ser aproximadamente de 1710 MHz-2170 MHz o, en aplicaciones de banda ultraancha, aproximadamente de 1710 MHz-2700 MHz. La presente invención puede ser lo más ventajosa cuando la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es aproximadamente el doble de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
En un aspecto de la invención, los brazos de dipolo de los elementos radiantes de banda más alta se acoplan de forma capacitiva a líneas de alimentación en los tableros de alimentación de banda más alta. Por ejemplo, el tablero de alimentación de banda más alta incluye un balun y un par de líneas de alimentación, en el que cada línea de alimentación se acopla de forma capacitiva a una sección inductiva, y cada sección inductiva se acopla de forma capacitiva a un brazo de dipolo. Esto separa los dipolos de los tallos a frecuencias de banda baja para que no resuenen como un monopolo.
En otro aspecto de la invención, un elemento radiante incluye primer y segundo brazos de dipolo soportados por un tablero de alimentación. Cada brazo de dipolo tiene un área de acoplamiento capacitivo. El tablero de alimentación incluye un balun y primer y segundo circuitos de adaptación CLC acoplados al balun. El primer circuito de adaptación se acopla de forma capacitiva al primer brazo de dipolo y el segundo circuito de adaptación se acopla de forma capacitiva al segundo brazo de dipolo. Cada uno de los primer y segundo circuitos de adaptación comprende un circuito de adaptación CLC que tiene, en serie, un tallo, acoplado al balun, un primer elemento capacitivo, un inductor y un segundo elemento capacitivo, estando acoplado el segundo elemento capacitivo a un brazo de dipolo. Se pueden seleccionar los elementos capacitivos para bloquear corrientes inducidas fuera de banda.
Los condensadores de los circuitos de adaptación CLC se pueden compartir entre diferentes componentes. Por ejemplo, el primer elemento capacitivo y un área del tallo pueden proporcionar las placas paralelas de un condensador, y el sustrato de PCB de tablero de alimentación puede proporcionar el dieléctrico de un condensador. El segundo elemento capacitivo se puede combinar con un área de acoplamiento capacitivo del brazo de dipolo para proporcionar el segundo condensador.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama esquemático de una antena de doble banda 10 convencional.
La Figura 2a es un diagrama esquemático de un primer ejemplo de una antena de doble banda de acuerdo con un aspecto de la presente invención.
La Figura 2b ilustra esquemáticamente un segundo ejemplo de una antena de doble banda de acuerdo con un aspecto de la presente invención.
La Figura 3 es un gráfico de respuestas de modo común y modo diferencial de la antena de doble banda de la técnica anterior de la Figura 1.
La Figura 4 es un gráfico de respuestas de modo común y modo diferencial de antena de doble banda de acuerdo con un aspecto de la presente invención, como se ilustra en la Figura 2b.
La Figura 5 es un gráfico de respuestas de modo común y modo diferencial de antena de doble banda de dipolo cruzado de acuerdo con un aspecto de la presente invención, como se ilustra en la Figura 2b.
La Figura 6 es un dipolo de alta impedancia con brazos de dipolo acoplados de forma capacitiva de acuerdo con otro aspecto de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama esquemático del elemento radiante de dipolo de alta impedancia con un circuito de adaptación acoplado de forma capacitiva de acuerdo con otro aspecto de la presente invención.
Las Figuras 8a-8c ilustran tableros de alimentación de elementos radiantes de acuerdo con otro aspecto de la presente invención.
Las Figuras 9a-9c ilustran tableros de alimentación de elementos radiantes de acuerdo con otro aspecto de la presente invención.
La Figura 10 ilustra los tableros de alimentación para los elementos radiantes de alta impedancia dispuestos en un conjunto.
La Figura 11 ilustra una vista en planta de una primera configuración de una antena de doble banda de acuerdo con la presente invención.
La Figura 12 ilustra una vista en planta de una segunda configuración de una antena de doble banda de acuerdo con la presente invención.
La Figura 13 ilustra una vista en planta de una tercera configuración de una antena de doble banda de acuerdo con la presente invención.
La Figura 14 ilustra una vista en planta de una cuarta configuración de una antena de doble banda de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 es un diagrama esquemático de una antena de doble banda 10 convencional. La antena de doble banda 10 incluye un reflector 12, un elemento radiante de banda alta 14
convencional y un elemento radiante de banda baja 16 convencional. Los conjuntos radiantes multibanda de este tipo incluyen comúnmente columnas verticales de elementos de banda alta y banda baja espaciados a intervalos de aproximadamente la mitad de la longitud de onda a una longitud de onda. El elemento radiante de banda alta 14 comprende un dipolo de media onda, e incluye primer y segundo brazos de dipolo 18 y un tablero de alimentación 20. Cada brazo de dipolo 18 tiene una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a el punto medio de la frecuencia de funcionamiento de banda alta. Además, el tablero de alimentación 20 tiene una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de funcionamiento de banda alta.
El elemento radiante de banda baja 16 también comprende un dipolo de media onda e incluye primer y segundo brazos de dipolo 22 y un tablero de alimentación 24. Cada brazo de dipolo 22 tiene una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de funcionamiento de banda baja. Adicionalmente, el tablero de alimentación 24 tiene una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de funcionamiento de banda baja.
En este ejemplo, la estructura combinada del tablero de alimentación 20 (un cuarto de longitud de onda) y el brazo de dipolo 18 (un cuarto de longitud de onda) es aproximadamente la mitad de la longitud de onda en la frecuencia de banda alta. Puesto que la frecuencia de banda alta es aproximadamente el doble de la frecuencia de banda baja, y la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, esto significa que la estructura combinada también es aproximadamente un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de funcionamiento de banda baja. Como se ilustra en la Figura 3, con tales dipolos de media onda convencionales, la resonancia de CM (m1) se produce en la región crucial de 700-1000 MHz, que es donde se localizan la banda GSM900 y la banda de Dividendo Digital.
La Figura 2a es un diagrama esquemático de una antena de doble banda 110 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. La antena de doble banda 110a incluye un reflector 12, un elemento radiante de banda alta 114a y un elemento radiante de banda baja 16 convencional. El elemento de banda baja 16 es el mismo que en la Figura 1, del que su descripción se incorpora por referencia.
El elemento radiante de banda alta 114a comprende un dipolo de alta impedancia e incluye primer y segundo brazos de dipolo 118 y un tablero de alimentación 20a. En una realización preferente, los brazos de dipolo 118 del elemento radiante de banda alta 114a se dimensionan
para que la longitud total de los brazos de dipolo 118 sea aproximadamente tres cuartos de longitud de onda de la frecuencia central de la banda alta. En el funcionamiento de banda ancha, la longitud de los dipolos puede variar de 0,6 longitudes de onda a 0,9 longitudes de onda de cualquier señal dada en la banda más alta. Además, el tablero de alimentación 20a tiene una longitud de aproximadamente un cuarto de longitud de onda a la frecuencia de funcionamiento de banda alta, lo que mantiene el elemento radiante 114a a la altura deseada del reflector 12. En una realización adicional, se puede emplear un dipolo antirresonante de longitud de onda completa como elemento radiante de alta impedancia 114a.
En las realizaciones de la presente invención divulgadas anteriormente, la combinación del tablero de alimentación 20a y el brazo de dipolo de alta impedancia 118 supera un cuarto de una longitud de onda a frecuencias de banda baja. Alargar la combinación del tablero de alimentación y el brazo de dipolo alarga el monopolo y sintoniza la frecuencia de CM hacia abajo y hacia fuera de la banda más baja.
En otro ejemplo, puede ser deseable sintonizar la frecuencia de CM hacia arriba y hacia fuera de la banda más baja. Este ejemplo incluye preferentemente brazos de dipolo acoplados de forma capacitiva en los brazos de dipolo de alta impedancia y banda alta 118. La Figura 6 ilustra un ejemplo de un dipolo de alta impedancia 114b donde los brazos de dipolo 118 se acoplan de forma capacitiva a las líneas de alimentación 124 en los tableros de alimentación 120. Los tableros de alimentación 120 incluyen un balun de gancho 122 para transformar una señal de RF de entrada de terminación simple a equilibrada. Las líneas de alimentación 124 propagan las señales equilibradas hasta los radiadores. Las áreas capacitivas 130 en un PCB se acoplan a los dipolos 118. Las pistas inductivas 132 acoplan las líneas de alimentación 124 a las áreas capacitivas 130. Véase, por ejemplo, la solicitud de EE. UU. n.° 13/827,190, que se incorpora por referencia. Las áreas capacitivas 130 actúan como un circuito abierto a frecuencias de banda más baja. En consecuencia, como se ilustra en la Figura 2b, el brazo de dipolo 118 y el tablero de alimentación 20b ya no funcionan como un monopolo a las frecuencias de banda baja de interés. Cada estructura es independientemente más pequeña que 1/4 de longitud de onda a frecuencias de banda baja. Por tanto, la resonancia de CM se mueve hacia arriba y hacia fuera de la banda más baja.
Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un circuito de adaptación de tablero de alimentación mejorado para rechazar las resonancias de modo común. Por los motivos expuestos anteriormente, es deseable el acoplamiento capacitivo, pero se debe incluir una sección inductiva para volver a sintonizar el tablero de alimentación una vez que se añade la
capacitancia. Sin embargo, cuando las secciones de inductor 132 se conectan a las líneas de alimentación 124, las secciones de inductor 132 acopladas con las líneas de alimentación 124 tienden a extender la longitud global del monopolo que este radiador de banda alta forma. Esto puede producir una resonancia de modo común indeseable en la banda baja.
Los ejemplos adicionales ilustrados en las Figuras 7, 8a-8c y 9a-9c mejoran el circuito de adaptación de LC al añadir una sección de condensador adicional en la sección de adaptación (usando una sección de adaptación de CLC en lugar de una sección de adaptación de LC). En referencia a las Figuras 8a-8c, se ilustran tres capas de metalización de un tablero de alimentación 120a. En la Figura 8a se ilustra una primera capa exterior, en la Figura 8b se ilustra una capa interior y en la Figura 8c se ilustra una segunda capa exterior. Las primera y segunda capas exteriores (Figs. 8a, 8c) implementan las líneas de alimentación 124. La capa interior (Fig. 8b) implementa el balun de gancho 122, las secciones de primer condensador 134, los elementos inductivos 132 y las secciones de segundo condensador 130. Las secciones de primer condensador 134 se acoplan a las líneas de alimentación 124 de forma capacitiva en lugar de conectar directamente los elementos inductivos 132 a las líneas de alimentación 124. Las secciones de segundo condensador 130 son similares al condensador del circuito de adaptación de LC ilustrado en la Figura 6.
La sección de primer condensador 134 se introduce para acoplarse de forma capacitiva desde las líneas de alimentación 124 a las secciones inductivas 132 en frecuencias de banda alta donde se desea que funcione el dipolo y actúa para ayudar a bloquear algunas de las corrientes de banda baja para que no lleguen a las secciones de inductor 132. Esto ayuda a reducir la longitud eficaz del monopolo que el radiador de banda alta forma en la banda de frecuencia más baja y, por lo tanto, aumenta la frecuencia de resonancia de modo común para que quede hacia arriba y hacia fuera del intervalo de frecuencia de banda baja deseado. Por ejemplo, la Figura 4 ilustra que la resonancia de CM (m1) se mueve significativamente más alta al reemplazar el elemento radiante de media longitud de onda 14 estándar con un elemento radiante de alta impedancia 114. Además de los elementos radiantes de dipolo de polarización única, la presente invención se puede practicar con elementos radiantes de dipolo cruzado. La Figura 5 ilustra que la resonancia de CM se mueve hacia fuera del intervalo de frecuencia de banda baja cuando se emplea un dipolo cruzado de alta impedancia.
En referencia a las Figuras 9a-9c, se ilustra otro ejemplo de un tablero de alimentación 120b que implementa un circuito de adaptación CLC. En este ejemplo, los primeros condensadores 134, las secciones inductivas 132 y los segundos condensadores 130 se implementan en las
primera y segunda capas exteriores (Fig. 9a, Fig. 9c, respectivamente). El balun de gancho 122 se implementa en la primera capa exterior (Fig. 9a). Las secciones de alimentación 124 se implementan en una capa interior (Fig. 9c).
Aunque las Figuras 8a-8c y 9a-9c ilustran múltiples capas de metalización para obtener una máxima simetría del circuito de adaptación CLC, se contempla que los tableros de alimentación se puedan implementar en PCBs no laminadas que tengan solo dos capas de metalización. Por ejemplo, un PCB con capas de metalización como se ilustra en la Figura 9a por un lado y 9b por el otro lado.
La Figura 10 es una ilustración de dos tableros de alimentación 140a, 140b de radiador de dipolo cruzado montados en una placa posterior 142 que incluye una red de alimentación 144. Los PCB de tablero de alimentación 140a, 140b se configuran para ensamblarse juntos por medio de ranuras en los tableros de alimentación como un medio de formación de los soportes para los radiadores. Existen otros medios de disposición de los tableros de alimentación 140a, 140b también para alimentar un dipolo cruzado. Los tableros de alimentación 140a, 140b se disponen además de modo que los brazos de radiador (no mostrados) estén a /-45° con respecto a un eje longitudinal de la placa posterior.
El conjunto de antenas 110 de acuerdo con un aspecto de la presente invención se ilustra en una vista en planta en la Figura 11. Los elementos radiantes de banda baja 16 comprenden elementos de dipolo cruzado convencional dispuestos en una columna vertical en el reflector 12. Los elementos de banda alta 114 comprenden elementos de dipolo cruzado de alta impedancia y se disponen en una segunda y tercera columna vertical.
Preferentemente, los elementos de banda alta tienen dipolos acoplados de CLC, como se ilustra en la Figura 7.
El conjunto de antenas 210 de la Figura 12 es similar al conjunto de antenas 110 de la Figura 11, sin embargo, tiene solo una columna de elementos radiantes de banda alta 114. Hay el doble de elementos de banda alta 114 que elementos de banda baja 16. La antena 310 de la Figura 13 es similar a la antena 210, pero los elementos de banda alta están espaciados de forma más estrecha entre sí, y hay más del doble de elementos de banda alta 114 que de elementos de banda baja 16. La Figura 14 ilustra otra configuración de elementos radiantes en la antena 410. En esta configuración, un conjunto de elementos de banda alta se dispone en línea con, y se intercala con, un conjunto de elementos de banda baja 16.
Los sistemas de antena de estación base descritos en el presente documento y/o mostrados en los dibujos se presentan solo a modo de ejemplo y no son limitantes del alcance de la invención. A menos que se establezca específicamente de otro modo, los aspectos y componentes individuales de las antenas y la red de alimentación se pueden modificar, o se pueden haber sustituido, por equivalentes conocidos, o sustitutos aún desconocidos, tales como los que se pueden desarrollar en el futuro o tales como los que se puede descubrir que son sustitutos aceptables en el futuro, sin apartarse del espíritu de la invención.
Algunas características importantes de la invención se describen en los siguientes aspectos:
Aspecto 1. Un conjunto radiante multibanda, que comprende:
al menos una columna vertical de elementos de dipolo de banda más baja que tiene una banda de frecuencia de funcionamiento más baja;
al menos una columna vertical de elementos de dipolo de banda más alta que tiene una banda de frecuencia de funcionamiento más alta con una frecuencia de punto medio, teniendo los elementos de dipolo de banda más alta brazos de dipolo que se combinan para tener aproximadamente tres cuartos de una longitud de onda de la frecuencia de punto medio de banda de frecuencia de funcionamiento más alta, soportándose los elementos radiantes de banda más alta aproximadamente un cuarto de una longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta por encima un reflector plano por tableros de alimentación de banda más alta;
donde una combinación de los tableros de alimentación de banda más alta y los brazos de dipolo de banda más alta no resuenan en la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
Aspecto 2. El conjunto radiante multibanda del aspecto 1, los elementos de dipolo de banda más alta tienen una impedancia de aproximadamente 400 Q-600 Q en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
Aspecto 3. El conjunto radiante multibanda del aspecto 1, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más baja es de aproximadamente 694 MHz-960 MHz.
Aspecto 4. El conjunto radiante multibanda del aspecto 1, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más baja es de aproximadamente 790 MHz-960 MHz y la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es de aproximadamente 1710 MHz-2170 MHz.
Aspecto 5. El conjunto radiante multibanda del aspecto 1, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es de aproximadamente 1710 MHz-2170 MHz.
Aspecto 6. El conjunto de radiación multibanda del aspecto 1, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es de aproximadamente 1710 MHz-2700 MHz.
Aspecto 7. El conjunto radiante multibanda del aspecto 1, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es aproximadamente el doble de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
Aspecto 8. El elemento radiante multibanda del aspecto 1, donde los brazos de dipolo de los elementos radiantes de banda más alta se acoplan de forma capacitiva a líneas de alimentación en los tableros de alimentación de banda más alta.
Aspecto 9. El elemento radiante multibanda del aspecto 1, donde el tablero de alimentación de banda más alta comprende un balun y un par de líneas de alimentación, donde cada línea de alimentación se acopla de forma capacitiva a una sección inductiva, y cada sección inductiva se acopla de forma capacitiva a un brazo de dipolo.
Aspecto 10. Un conjunto radiante multibanda, que comprende:
al menos una columna vertical de elementos de dipolo de banda más baja que tiene una banda de frecuencia de funcionamiento más baja;
al menos una columna vertical de elementos de dipolo de banda más alta que tiene una banda de frecuencia de funcionamiento más alta con una frecuencia de punto medio, teniendo los elementos de dipolo de banda más alta brazos de dipolo que se combinen para ser aproximadamente tres cuartos de una longitud de onda de la frecuencia de punto medio de banda de frecuencia de funcionamiento más alta, soportándose los elementos radiantes de banda más alta por encima de un reflector plano por tableros de alimentación de banda más alta;
donde el tablero de alimentación de banda más alta comprende un balun y un par de líneas de alimentación, donde cada línea de alimentación se acopla de forma capacitiva a una sección inductiva, y cada sección inductiva se acopla de forma capacitiva a un brazo de dipolo de banda más alta.
Aspecto 11. El conjunto radiante multibanda del aspecto 9, donde la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es aproximadamente el doble de la banda de frecuencia de
funcionamiento más alta.
Aspecto 12. Un elemento radiante, que comprende:
primer y segundo brazos de dipolo, teniendo cada brazo de dipolo un área de acoplamiento capacitivo; y
un tablero de alimentación que tiene un balun y primer y segundo circuitos de adaptación acoplados al balun, estando acoplado el primer circuito de adaptación al primer brazo de dipolo y estando acoplado el segundo circuito de adaptación al segundo brazo de dipolo, comprendiendo cada uno de los primer y segundo circuitos de adaptación en serie:
un tallo, acoplado al balun,
un primer elemento capacitivo;
un inductor; y
un segundo elemento capacitivo, estando acoplado el segundo elemento capacitivo a un brazo de dipolo.
Aspecto 13. El elemento radiante del aspecto 11, donde el primer elemento capacitivo y un área del tallo comprenden placas paralelas de un condensador y el sustrato del tablero de alimentación comprende un dieléctrico de un condensador.
Aspecto 14. El elemento radiante del aspecto 11, donde el segundo elemento capacitivo y el área de acoplamiento capacitivo de brazo de dipolo combinan para formar un condensador que bloquea las corrientes fuera de banda.
Aspecto 15. El elemento radiante del aspecto 11, donde el elemento radiante comprende además un elemento radiante de dipolo cruzado.
Claims (17)
1. Una antena multibanda, que comprende:
una columna de elementos de dipolo de banda más baja (16) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más baja; y
una columna de elementos de dipolo de banda más alta (118) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más alta, cada elemento de dipolo de banda más alta incluye un tablero de alimentación de banda más alta y un dipolo que tiene un primer brazo de dipolo y un segundo brazo de dipolo;
donde, para cada elemento de dipolo de banda más alta, la longitud de la combinación del tablero de alimentación de banda más alta y el primer brazo de dipolo supera un cuarto de una longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja y sintoniza una resonancia de modo común para que esté fuera de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
2. Una antena multibanda según la reivindicación 1, que comprende:
una columna de elementos de dipolo de banda más baja (16) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más baja; y
una columna de elementos de dipolo de banda más alta (118) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más alta, cada elemento de dipolo de banda más alta incluye un tablero de alimentación de banda más alta y un dipolo que tiene un primer brazo de dipolo y un segundo brazo de dipolo;
donde el dipolo es un dipolo de alta impedancia que tiene una primera frecuencia resonante y una segunda frecuencia resonante, en la que la segunda frecuencia resonante está dentro de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta; y
donde una combinación del tablero de alimentación de banda más alta y el primer o segundo brazo de dipolo no resuenan en la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
3. La antena multibanda según la reivindicación 2,
donde la primera frecuencia resonante no está en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
4. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde los primer y segundo brazos de dipolo tienen una longitud total que está entre 0,6 longitudes de onda a 0,9 longitudes de onda de una frecuencia en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
5. Una antena multibanda según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:
una columna de elementos de dipolo de banda más baja (16) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más baja; y
una columna de elementos de dipolo de banda más alta (118) que funcionan en una banda de frecuencia de funcionamiento más alta, cada elemento de dipolo de banda más alta incluye un tablero de alimentación de banda más alta y un dipolo que tiene un primer brazo de dipolo y un segundo brazo de dipolo;
donde cada dipolo tiene una longitud total que está entre 0,6 longitudes de onda a 0,9 longitudes de onda de cualquier señal dada en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
6. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde la banda de frecuencia de funcionamiento más alta es de aproximadamente 1710 MHz-2700 MHz.
7. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde la resonancia de modo común se sintoniza para que esté por debajo de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
8. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
donde la resonancia de modo común se sintoniza para que esté por encima de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
9. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde cada tablero de alimentación de banda más alta tiene una altura de aproximadamente un cuarto de una longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
10. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde los primer y segundo brazos de dipolo de cada dipolo se acoplan de forma capacitiva a líneas de alimentación en un tablero de alimentación de banda más alta respectivo.
11. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde una combinación del primer brazo de dipolo y el tablero de alimentación de banda más alta no resuena en la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
12. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde cada elemento de dipolo de banda más baja comprende un elemento radiante de dipolo cruzado y cada elemento de dipolo de banda más alta comprende un elemento radiante de dipolo cruzado.
13. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde el dipolo es un dipolo de alta impedancia.
14. La antena multibanda de la reivindicación 13,
donde el dipolo es un dipolo de alta impedancia que tiene una segunda frecuencia resonante que está dentro de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
15. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde los dipolos de los elementos de dipolo de banda más alta tienen una primera frecuencia resonante y una segunda frecuencia resonante, siendo la primera frecuencia resonante una frecuencia en la que el dipolo actúa como un dipolo de media onda, y siendo la segunda frecuencia resonante una frecuencia en la que el dipolo actúa como un dipolo de alta impedancia que tiene una impedancia más alta que el dipolo de media onda; y
donde los dipolos funcionan en la segunda frecuencia resonante y la segunda frecuencia resonante está dentro de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta.
16. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde, para cada elemento de dipolo de banda más alta, la longitud de la combinación del tablero de alimentación de banda más alta y el primer brazo de dipolo supera un cuarto de una longitud de onda de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja y sintoniza una resonancia de modo común para que esté fuera de la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
17. La antena multibanda de cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
donde el dipolo tiene una primera frecuencia resonante y una segunda frecuencia resonante, donde la segunda frecuencia resonante está dentro de la banda de frecuencia de funcionamiento más alta y la primera frecuencia resonante no está en la banda de frecuencia de funcionamiento más alta, y donde una combinación del tablero de alimentación de banda
más alta y el primer o segundo brazo de dipolo no resuena en la banda de frecuencia de funcionamiento más baja.
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