ES2838973T3 - Antena de onda de fuga - Google Patents

Antena de onda de fuga Download PDF

Info

Publication number
ES2838973T3
ES2838973T3 ES15882602T ES15882602T ES2838973T3 ES 2838973 T3 ES2838973 T3 ES 2838973T3 ES 15882602 T ES15882602 T ES 15882602T ES 15882602 T ES15882602 T ES 15882602T ES 2838973 T3 ES2838973 T3 ES 2838973T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
parallel lines
leakage wave
wave antenna
parallel
linear polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15882602T
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Oshima
Takuya Seki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKK Co Ltd
Original Assignee
DKK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DKK Co Ltd filed Critical DKK Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2838973T3 publication Critical patent/ES2838973T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

Una antena de onda de fuga que comprende, como una unidad de elementos (AE), una línea de transmisión de comportamiento derecho/izquierdo CRLH, configurada al conectar múltiples celdas unitarias (UC) CRLH de forma periódica entre uno de los extremos y los extremos opuestos de dos líneas paralelas, en donde las celdas unitarias (UC) tienen cada una un capacitor en serie izquierdo (C1, C2) en cada una de las dos líneas paralelas y un inductor paralelo izquierdo (L1) entre las dos líneas paralelas (La, Lb), y caracterizada porque la antena de onda de fuga se configura de modo que cuando se alimenta una potencia en modo diferencial a las dos líneas paralelas (La, Lb), las dos líneas paralelas (La, Lb) y el capacitor en serie (C1, C2) sirven para emitir un primer componente de polarización lineal y además, el inductor paralelo (L1) y un conductor entre las dos líneas paralelas (La, Lb) sirven para emitir un segundo componente de polarización lineal, en donde el primer componente de polarización lineal se extiende a lo largo de un plano que contiene la dirección de las dos líneas paralelas y el segundo componente de polarización lineal es ortogonal al primer componente de polarización lineal y se extiende a lo largo de un plano perpendicular a la dirección de las dos líneas paralelas y en donde la unidad de elementos (AE) se configura de modo que el primer componente de polarización lineal y el segundo componente de polarización lineal se emiten en cantidades iguales.

Description

DESCRIPCIÓN
Antena de onda de fuga
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una antena de onda de fuga adecuada para una antena de estación base para comunicaciones móviles.
Antecedentes de la técnica
En el campo de las comunicaciones móviles, se han desarrollado técnicas de comunicación de gran capacidad y alta velocidad. Entre ellas, se han puesto en práctica las técnicas MIMO (Múltiple entrada múltiple salida) en las que se usan múltiples antenas transmisoras y múltiples antenas receptoras. Las antenas MIMO deben tener una correlación reducida para garantizar canales de comunicación independientes.
Muchas estaciones base de telefonía celular adoptan una antena de polarización doble que usa dos polarizaciones ortogonales, tales como polarizaciones verticales y horizontales o polarizaciones de 45 grados y -45 grados. La antena de polarización doble tiene ventajas tales como la implementación de ramificaciones de antena para dos sistemas, es decir, comunicaciones MIMO de dos ramificaciones, baja correlación entre las dos antenas y reducción de tamaño atribuida al hecho de que las antenas pueden instalarse juntas.
Para dar ejemplos de antenas de estación base disponibles actualmente, hay una antena de sector capaz de cubrir un área en forma de sector, una antena omnidireccional capaz de cubrir un área circular, una antena plana o una antena Yagi capaz de cubrir un área en un punto determinado, etc. Muchas de estas antenas pueden usar tanto la polarización vertical como la horizontal.
La mayoría de las antenas de estación base que usan polarizaciones tanto vertical como horizontal son conjuntos de antenas compuestas por elementos dipolo. La antena de este tipo emite una polarización vertical desde un elemento dipolo instalado verticalmente al suelo y emite una polarización horizontal desde el instalado horizontalmente al suelo. La antena de sector anterior, la antena omnidireccional y la antena plana, etc. pueden diseñarse de varias formas al cambiar el conjunto de elementos dipolo. Tenga en cuenta que la antena Yagi no es un conjunto de antena y, en cambio, tiene múltiples elementos parásitos dispuestos frente a los elementos dipolo.
Se espera que estas antenas de polarización doble sean lo más compactas posible para reducir la carga de viento y mejorar la apariencia, por ejemplo. Con ese propósito, se están realizando numerosos ensayos para reducir el tamaño y hacer que las antenas de polarización doble sean más delgadas, pero estos esfuerzos parecen haber llegado casi a sus límites.
Por otro lado, las estructuras de antena periódicas, que incorporan metamaterial, se han estudiado y aplicado tentativamente a las antenas de comunicaciones móviles. Las antenas de metamaterial muestran características inesperadas de las antenas comunes y también permiten la reducción de tamaño. Por lo tanto, sus aplicaciones para antenas de comunicaciones móviles son prometedoras, pero solo se han informado unas pocas aplicaciones.
Una antena de onda de fuga que usa una línea de transmisión CRLH (de comportamiento derecho/izquierdo) se conoce como una antena de metamaterial. La antena de onda de fuga emite ondas de fuga hacia adelante en bandas derechas y emite ondas de fuga hacia atrás en bandas izquierdas. Ventajosamente, esto proporciona una exploración de haz de gran angular.
La literatura no patentada 1 propone una antena de onda de fuga CRLH con líneas de transmisión de microcinta. La literatura no patentada 2 propone una antena de onda de fuga CRLH con una guía de ondas.
En el documento "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques" (Volumen: 58, Edición: 12, diciembre de 2010), Mohammed Reza, M Hashemi y Tatsuo Itoh describen líneas de transmisión de onda de fuga de comportamiento derecho/izquierdo acopladas con base en análisis de modo común/diferencial. El documento WO2014174153 describe un sistema y método de identificación por radiofrecuencia, RFID, así como también un método de fabricación de una antena de línea de transmisión. El documento US3155975 describe una antena de polarización circular compuesta por una microcinta alargada con una pluralidad de elementos radiantes escalonados en el espacio.
Lista de referencias
Literatura no patentada
Literatura no patentada 1: L. Liu, y otros, "Dominant mode leaky-wave antenna with backfire-to-endfire scanning capability, Electronics Letters, vol. 38, núm. 23, págs. 1414-1416, noviembre de 2002.
Literatura no patentada 2: T. Ikeda, y otros, Beam-scanning performance of leaky-wave slot-array antenna on variable stub-loaded left-handed waveguide, Proceedings of ISAP2007, 4E3-2, págs. 1462-1465, 2007.
Resumen de la invención
Problema técnico
La antena de onda de fuga descrita en la literatura no patentada 1 emite componentes de polarización paralelos a una línea de transmisión, mientras que la que se describe en la literatura no patentada 2 emite componentes de polarización verticales a una línea de transmisión. La mayoría de las antenas convencionales de onda de fuga solo pueden emitir una polarización en la dirección vertical u horizontal y, por lo tanto, generalmente no pueden tener polarización doble. Además, la antena de la literatura no patentada 1 puede emitir solo en la mitad superior de un rango de emisión porque su placa de tierra se dispone debajo de la línea de transmisión. Además, la antena de la literatura no patentada 2 permite la emisión desde ranuras solo en la mitad superior del rango de emisión. Casi incapaces de polarización doble como antes, las antenas convencionales de onda de fuga CRLH apenas son aplicables a las antenas de comunicaciones móviles basadas en MIMO. Además, debido al inconveniente de que su rango de emisión está limitado a cualquier lado, tampoco pueden aplicarse fácilmente a las antenas omnidireccionales.
En vista de las circunstancias anteriores, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar una antena de onda de fuga que permita la polarización doble sin limitar su rango de emisión a ninguno de los lados.
Solución al problema
Una antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención comprende como unidad de elementos una línea de transmisión CRLH configurada al conectar de forma múltiple celdas unitarias CRLH de forma periódica entre un extremo y el otro extremo de dos líneas paralelas. Cada una de las celdas unitarias tiene un capacitor en serie izquierdo en cada una de las dos líneas paralelas y tiene un inductor paralelo izquierdo entre las dos líneas paralelas.
Cuando se alimenta una potencia de modo diferencial a las dos líneas paralelas, las dos líneas paralelas y el capacitor en serie sirven para emitir un componente de polarización vertical y también, el inductor paralelo y un conductor entre las dos líneas paralelas sirven para emitir un componente de polarización horizontal.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la unidad de elementos se configura de modo que la componente de polarización vertical y la componente de polarización horizontal se emitan en la misma cantidad.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, la unidad de elementos se configura de manera que su directividad en un plano vertical sea de un patrón de extremo-fuego.
De acuerdo con otro aspecto más de la invención, se puede proporcionar una antena de onda de fuga, que comprende la antena de onda de fuga antes mencionada como la primera y la segunda antena. En la antena, la primera y la segunda antena tienen unidades de elementos que se combinan ortogonales entre sí con sus líneas axiales longitudinales alineadas.
Las unidades de elementos de la primera y la segunda antena se desplazan preferentemente entre sí a lo largo de la línea axial longitudinal en la mitad de la longitud de las respectivas celdas unitarias dispuestas periódicamente.
Las unidades de elementos de la primera y la segunda antena se configuran, según sea necesario, de modo que su directividad en un plano vertical sea de un patrón de extremo-fuego.
De acuerdo con aún otro aspecto más de la invención, la antena puede comprender además un reflector para reducir el ancho de un haz en un plano horizontal.
Un capacitor interdigital o un capacitor de placa paralela, por ejemplo, se usa como capacitor en serie. Además, una línea recta delgada o una línea serpenteante, por ejemplo, se usa como inductor paralelo. Además, puede usarse un elemento con chips como el capacitor en serie y el inductor paralelo.
Efectos ventajosos de la invención
La antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención puede emitir componentes de polarización paralelos, así como también verticales a la línea de transmisión y, por lo tanto, la polarización doble se puede realizar fácilmente. Esto realiza la aplicación a la antena de comunicación móvil basada en MIMO. El rango de emisión no se limita a ninguno de los lados y también se puede aplicar fácilmente a la antena omnidireccional. Además, debido a que es compacta y delgada, la antena también es adecuada para una antena de estación base para comunicaciones móviles.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de circuito equivalente de celdas unitarias en una línea de transmisión CRLH.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra una modalidad de una antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención.
La Figura 3 es una vista en planta de un ejemplo de un capacitor.
La Figura 4A es una vista en planta de otro ejemplo del capacitor, y la Figura 4B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 4A.
La Figura 5 es una vista en planta de un ejemplo de un inductor.
La Figura 6 es una vista en planta de otro ejemplo del inductor.
La Figura 7 es un gráfico que muestra un ejemplo de directividad en un plano horizontal.
La Figura 8 es un diagrama esquemático de un ejemplo de configuración con un mayor número de inductores.
La Figura 9 es un diagrama esquemático de un ejemplo de configuración con un mayor número de capacitores.
La Figura 10 es un gráfico que muestra una directividad en un plano vertical (plano xz) cuando se disponen múltiples (treinta) celdas unitarias.
La Figura 11 es un gráfico que muestra una directividad en un plano vertical (plano yz) cuando se disponen múltiples (treinta) celdas unitarias.
La Figura 12 es un gráfico que muestra un ejemplo de directividad, en un plano vertical, de un patrón de extremo-fuego. La Figura 13 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente otra modalidad de la antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención.
Descripción de las modalidades
Las modalidades preferidas de la presente invención se describirán en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 muestra un circuito equivalente de celdas unitarias CRLH (de comportamiento derecho/izquierdo) cada una de las cuales tiene la longitud Az. Cuando se conectan de manera múltiple de forma periódica, estas celdas unitarias pueden establecer una línea de transmisión CRLH. Una línea de transmisión típica, es decir, una línea de transmisión derecha, consta de un elemento de inductancia LR y solo un elemento de capacitancia CR. Por el contrario, la línea de transmisión CRLH incluye un elemento de capacitancia CL en serie izquierdo y un elemento de inductancia en paralelo LL además de los elementos anteriores. Por tanto, esta línea de transmisión CRLH puede proporcionar, mediante el uso de los cuatro parámetros LR, CR, LL y CL, una banda de frecuencia derecha con propagación de fase hacia adelante y una banda de frecuencia izquierda con propagación de fase hacia atrás.
La Figura 2 muestra una modalidad de una antena de onda de fuga que usa una línea de transmisión CRLH de acuerdo con la presente invención. La antena de onda de fuga incorpora una unidad de elementos AE implementada por la línea de transmisión CRLH. La unidad de elementos AE tiene celdas unitarias CRLH UC de longitud Az, que se instalan entre un extremo y el otro extremo de dos líneas de transmisión paralelas La, Lb y se conectan de manera múltiple de forma periódica. Cada celda unitaria UC incluye como elementos izquierdos un capacitor en serie C1 en la línea La, un capacitor en serie C2 en la línea Lb y un inductor paralelo L1 insertado entre las líneas La, Lb. Aquí, las respectivas celdas unitarias UC tienen básicamente los mismos valores de capacitancia en los capacitores C1, C2 y el mismo valor de inductancia en el inductor L1, sin embargo, estos valores de capacitancia e inductancia pueden ajustarse con precisión para los capacitores C1, C2 y el inductor L1 en una o más celdas unitarias UC para optimizar aún más las características de la antena.
En la Figura 2, la porción del circuito (como se indica por las líneas) que excluye los capacitores C1, C2 y el inductor L1 dispuestos no se refiere simplemente a una forma de conexión sino también a un miembro conductor físico. Lo que se ilustra en la Figura 2 es un circuito sustancial que incluye el miembro conductor, no un circuito equivalente.
La unidad de elementos AE, implementada por la línea de transmisión CRLH, también incluye elementos de inductancia y capacitancia derechos compuestos por el miembro conductor físico, etc. La Figura 2 no es un diagrama de circuito equivalente, en el que los elementos de inductancia y capacitancia derechos, por lo tanto, no están representados por símbolos de circuito.
En caso de implementar la unidad de elementos AE mediante líneas de transmisión de cinta, un capacitor interdigital de la Figura 3 o un capacitor de placas paralelas de las Figuras 4A y 4B, por ejemplo, pueden usarse como los capacitores C1, C2, mientras que una línea recta delgada de la Figura 5 o una línea serpenteante de la Figura 6, por ejemplo, puede usarse como inductor L1. Estos capacitores C1, C2 e inductor L1 pueden prepararse mediante una técnica de fabricación de placa impresa, etc. No hace falta decir que un elemento con chips también es aplicable a los capacitores C1, C2 y al inductor L1.
En la Figura 2, una dirección z del conjunto de las celdas unitarias UC se denomina dirección vertical. La Figura 4A es una vista en planta y la Figura 4B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 4A.
La antena de onda de fuga de esta modalidad puede funcionar mientras está abierta en el extremo terminal (superior) de la unidad de elementos AE como se ilustra. Sin embargo, con respecto a esto, un menor número de celdas unitarias UC dispuestas produciría una gran reflexión desde el extremo terminal. Si es así, se prefiere que se conecte allí una resistencia de terminación, que tenga una impedancia equivalente a las impedancias características de las dos líneas paralelas La, Lb, para suprimir la reflexión desde el extremo terminal.
A continuación, se describen las operaciones de la antena de onda de fuga de esta modalidad. La antena de onda de fuga de la literatura no patentada 1 emite predominantemente componentes de polarización paralelos a la línea de transmisión.
Por el contrario, la antena de onda de fuga de esta modalidad puede emitir tanto polarización vertical como horizontal desde la unidad de elementos AE. Es decir, en la antena de onda de fuga de la presente invención, un generador de señales SG conectado entre los extremos de las dos líneas paralelas La, Lb alimenta potencia en un modo diferencial. Como un resultado, los componentes de polarización vertical se emiten desde las líneas La, Lb y los capacitores C1, C2, mientras que los componentes de polarización horizontal se emiten desde una línea delgada que conecta las líneas La, Lb y el inductor L1. Las componentes de polarización vertical emitidas en la dirección y se cancelan, de manera que la máxima emisión se logra en la dirección x. La razón por la que se cancela la emisión en la dirección y es que las corrientes de fase opuesta fluyen en las dos líneas paralelas La, Lb. Además, los componentes de polarización horizontal no se emiten en la dirección x, de manera que la máxima emisión se logra en la dirección y.
La antena de onda de fuga de esta modalidad, que funciona como antes, puede emitir polarizaciones verticales y horizontales y, por lo tanto, puede aplicarse fácilmente a las antenas de comunicaciones móviles basadas en MIMO.
Las cantidades de componentes de polarización vertical y horizontal, emitidas desde la antena de onda de fuga de esta modalidad, pueden ajustarse de acuerdo con el ancho de línea o el paso de las dos líneas paralelas La, Lb, la estructura de los capacitores C1, C2 o el inductor L1, la longitud Az de la celda unitaria UC, etc. En un ejemplo ilustrado de la Figura 7, el ajuste se realiza de modo que los componentes de polarización vertical (indicados por la línea de puntos) y los componentes de polarización horizontal (indicados por la línea de puntos) puedan emitirse en la misma cantidad. En este caso, su campo eléctrico compuesto en un plano horizontal (indicado por la línea continua) no exhibe directividad. Esto significa que la antena de onda de fuga de esta modalidad también es fácilmente aplicable a antenas omnidireccionales.
Las cantidades de componentes de polarización vertical y horizontal emitidas también pueden ajustarse de acuerdo con el número de capacitores o inductores por celda unitaria. Más específicamente, cuanto mayor es el número de inductores, más aumentan los componentes de polarización horizontal. Además, cuanto mayor es el número de capacitores, más aumentan los componentes de polarización vertical.
La Figura 8 muestra un ejemplo de adición de un inductor paralelo L1' en la celda unitaria UC para aumentar los componentes de polarización horizontal. El inductor L1' se dispone simétrico al inductor L1 a través de los capacitores C1, C2. La Figura 9 muestra un ejemplo de adición de capacitores en serie C1', C2' en la celda unitaria UC para aumentar los componentes de polarización vertical. Los capacitores C1', C2' se conectan en serie a los capacitores C1, C2, respectivamente. Aquí, el número de inductores en paralelo o capacitores en serie agregados en cada celda unitaria UC no se limita a uno, y además, cada celda unitaria UC puede agregar tanto un inductor paralelo como un inductor en serie.
La antena de onda de fuga de la presente invención puede hacerse más delgada al reducir el tamaño de cada celda unitaria UC de la unidad de elementos AE y colocar las líneas La, Lb más cerca. Con respecto a esto, las líneas más cercanas La, Lb conducirían a una reducción particularmente en la emisión de componentes de polarización horizontal. Se puede tratar tomando algunas medidas efectivas tales como "agregar un inductor paralelo a una celda unitaria UC" y "reducir la longitud (indicada por Az en la Figura 2) de las respectivas celdas unitarias UC dispuestas periódicamente, lo que reduce de esta manera el paso de la matriz entre los inductores en paralelo".
La antena de onda de fuga de esta modalidad asegura un diámetro de antena de, por ejemplo, 0,1 de longitud de onda a lo máximo.
Las Figuras 10 y 11 ejemplifican directividades en los planos xz e yz (ambos son planos verticales) de la unidad de elementos AE, respectivamente, cuando se disponen treinta celdas unitarias UC.
Aquí, la polarización horizontal es dominante en el plano xz, mientras que la polarización vertical es dominante en el plano yz.
Las directividades en un plano vertical, mostradas en las Figuras 10 y 11, se observan en la banda izquierda y, por tanto, inclinados hacia abajo. Como se entiende a partir de las figuras, se obtiene una ganancia tan alta como una inclinación del haz sustancialmente de 30 grados y no se produce ningún lóbulo de rejilla, aunque tal lóbulo de rejilla aparecería en conjuntos de antenas comunes.
La Figura 12 muestra una directividad en un plano vertical de la unidad de elementos AE en caso de que se aumente más una diferencia de fase entre las celdas unitarias UC para lograr de esta manera una gran inclinación del haz. La directividad ilustrada en un plano vertical muestra que el haz está completamente dirigido hacia abajo (dirección -z). Su directividad en un plano vertical es de un patrón de extremo-fuego como con una antena Yagi. Por tanto, si se le da tal directividad, la antena de la presente invención puede reemplazar una antena Yagi. El ancho de una antena Yagi es casi la mitad de una longitud de onda. Por el contrario, la antena de la presente invención asegura el diámetro de la antena de, por ejemplo, aproximadamente 0,1 de longitud de onda como se indicó anteriormente y, por lo tanto, puede hacerse mucho más delgada que una antena Yagi.
La Figura 13 muestra otra modalidad de la antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención. En la Figura 13, las unidades de elementos AE1, AE2 corresponden a la unidad de elementos AE de la Figura 2, y los generadores de señales SG1, SG2 conectados a las unidades de elementos AE1, AE2 corresponden al generador de señales SG de la Figura 2. Más específicamente, la antena de onda de fuga de esta modalidad combina dos antenas de onda de fuga de la Figura 2.
Las unidades de elementos AE1, AE2 son ortogonales entre sí con sus líneas axiales longitudinales alineadas, y también están desplazadas Az/2 en la dirección z. El desplazamiento Az/2 es la mitad de la longitud Az de las respectivas celdas unitarias UC dispuestas periódicamente como se ilustra en la Figura 2.
Las dos antenas así combinadas casi no tienen correlación. Por lo tanto, la antena de onda de fuga de esta modalidad puede usarse como una antena MIMO de dos ramas. Además, la antena de onda de fuga asegura el mismo diámetro de antena que las unidades de elementos AE1, AE2 a pesar de la presencia de las dos unidades de elementos AE1, AE2. En consecuencia, la antena MOMO de dos ramas puede formarse muy delgada.
La correlación entre las dos antenas puede suprimirse suficientemente sólo al disponer las unidades de elementos AE1, AE2 ortogonales entre sí. En este sentido, si las unidades de elementos AE1, AE2 se desplazan por Az/2 en la dirección z como anteriormente, los componentes de la celda unitaria de la unidad de elementos AE1 y los de la unidad de elementos AE2 pueden ser verticalmente simétricos, lo que contribuye a una mayor reducción en la correlación de antena.
Las unidades de elementos AE1, AE2 en la antena de esta modalidad pueden sustituir a la unidad de elementos AE de la Figura 8 o 9. Además, de acuerdo con la antena de esta modalidad, puede establecerse una diferencia de fase entre las celdas unitarias en las unidades de elementos AE1, AE2 de modo que las antenas combinadas muestren la directividad, en un plano vertical, de un patrón de extremo-fuego (ver Figura 12).
Las antenas de onda de fuga de las respectivas modalidades pueden incluir, como elemento constitutivo, un reflector, tal como una placa metálica o una pared. En este caso, el reflector se coloca detrás de la unidad de elementos AE mientras se separa por aproximadamente 1/4 de longitud de onda, por ejemplo. La antena de onda de fuga equipada con el reflector puede reducir el ancho del haz en un plano horizontal mediante el uso del reflector y, por lo tanto, también puede usarse como antena de sector.
Las características en la banda izquierda se han explicado anteriormente, pero la antena de onda de fuga de la presente invención también es aplicable a la banda derecha. En este caso, la antena muestra una directividad en un plano vertical que se inclina hacia arriba y también asegura la emisión en la dirección z.
La presente invención no se limita a las técnicas descritas en las modalidades anteriores y, en cambio, puede llevare a la práctica en otro modo que podría proporcionar funciones similares. Además, pueden realizarse diversas modificaciones y adiciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.
Aplicabilidad industrial
La antena de onda de fuga de acuerdo con la presente invención es aplicable como antena de estación base para comunicaciones móviles, es decir, puede sustituirse para antenas de estación base con polarización doble convencionales típicas tales como una antena sectorial, una antena omnidireccional y una antena Yagi. Debido a que es delgada, la antena puede reducir la carga de viento y tiene una apariencia mejorada.
Lista de signos de referencia
AE, AE1, AE2 unidad de elementos
SG, SG1, SG2 generador de señales
C1, C2, C1', C2' capacitor
L1, L1' inductor
UC celda unitaria

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una antena de onda de fuga que comprende, como una unidad de elementos (AE), una línea de transmisión de comportamiento derecho/izquierdo CRLH, configurada al conectar múltiples celdas unitarias (UC) CRLH de forma periódica entre uno de los extremos y los extremos opuestos de dos líneas paralelas,
en donde las celdas unitarias (UC) tienen cada una un capacitor en serie izquierdo (C1, C2) en cada una de las dos líneas paralelas y un inductor paralelo izquierdo (L1) entre las dos líneas paralelas (La, Lb), y caracterizada porque la antena de onda de fuga se configura de modo que cuando se alimenta una potencia en modo diferencial a las dos líneas paralelas (La, Lb), las dos líneas paralelas (La, Lb) y el capacitor en serie (C1, C2) sirven para emitir un primer componente de polarización lineal y además, el inductor paralelo (L1) y un conductor entre las dos líneas paralelas (La, Lb) sirven para emitir un segundo componente de polarización lineal, en donde el primer componente de polarización lineal se extiende a lo largo de un plano que contiene la dirección de las dos líneas paralelas y el segundo componente de polarización lineal es ortogonal al primer componente de polarización lineal y se extiende a lo largo de un plano perpendicular a la dirección de las dos líneas paralelas y
en donde la unidad de elementos (AE) se configura de modo que el primer componente de polarización lineal y el segundo componente de polarización lineal se emiten en cantidades iguales.
2. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de elementos (AE) se configura para mostrar una directividad, en un plano que contiene la dirección de las dos líneas paralelas, de un patrón de extremo-fuego.
3. Una antena de onda de fuga que comprende antenas de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1 como la primera y la segunda antena, en donde la primera y la segunda antena tienen unidades de elementos (AE1, AE2) que se combinan ortogonales entre sí con sus líneas axiales longitudinales alineadas.
4. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 3, en donde las unidades de elementos (AE1, AE2) de la primera y la segunda antena se desplazan entre sí a lo largo de la línea axial longitudinal en la mitad de la longitud de las respectivas celdas unitarias dispuestas periódicamente.
5. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 3, en donde las unidades de elementos (AE1, AE2) de la primera y la segunda antena se configuran de modo que su directividad en un plano que contiene la dirección de las dos líneas paralelas es de un patrón de extremo-fuego.
6. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, que comprende además un reflector para estrechar el ancho de un haz en un plano perpendicular a la dirección de las dos líneas paralelas.
7. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, en donde se usa un capacitor interdigital o un capacitor de placas paralelas como capacitor en serie (C1, C2).
8. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, en donde se usa una línea recta delgada o una línea serpenteante como inductor paralelo (L1).
9. La antena de onda de fuga de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, en donde se usa un elemento con chips como capacitor en serie (C1, C2) y como inductor paralelo (L1).
ES15882602T 2015-02-19 2015-02-19 Antena de onda de fuga Active ES2838973T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/054550 WO2016132499A1 (ja) 2015-02-19 2015-02-19 漏れ波アンテナ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2838973T3 true ES2838973T3 (es) 2021-07-02

Family

ID=56692609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15882602T Active ES2838973T3 (es) 2015-02-19 2015-02-19 Antena de onda de fuga

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10367268B2 (es)
EP (1) EP3261179B1 (es)
JP (1) JP6397563B2 (es)
KR (1) KR101989841B1 (es)
CN (1) CN107534221B (es)
ES (1) ES2838973T3 (es)
WO (1) WO2016132499A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6345325B1 (ja) 2017-08-22 2018-06-20 電気興業株式会社 漏れ波アンテナ及びこれを備えたアンテナシステム
KR101974000B1 (ko) * 2018-02-13 2019-05-02 국방과학연구소 Ｃｒｌｈ 전송선을 이용한 ｖｈｆ 대역 소형 안테나
US10581158B2 (en) * 2018-07-19 2020-03-03 Huawei Technologies Co., Ltd. Electronically beam-steerable, low-sidelobe composite right-left-handed (CRLH) metamaterial array antenna
CN110828999B (zh) * 2019-11-19 2022-02-15 榆林学院 基于复合左右手传输线结构的双频双极化二单元mimo天线
CN115224463B (zh) * 2021-04-19 2025-03-28 华为技术有限公司 一种天线及无线设备
KR20230025285A (ko) * 2021-08-13 2023-02-21 주식회사 에스비솔루션 누설파를 이용하여 생체 정보를 측정하는 안테나 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3155975A (en) 1962-05-07 1964-11-03 Ryan Aeronautical Co Circular polarization antenna composed of an elongated microstrip with a plurality of space staggered radiating elements
US7508283B2 (en) * 2004-03-26 2009-03-24 The Regents Of The University Of California Composite right/left handed (CRLH) couplers
JP4466729B2 (ja) * 2007-08-03 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 複共振アンテナ
EP2269266A4 (en) * 2008-03-25 2014-07-09 Tyco Electronics Services Gmbh ADVANCED ACTIVE METAMATERIAL ANTENNA SYSTEMS
JP5056599B2 (ja) * 2008-06-09 2012-10-24 株式会社豊田中央研究所 アンテナ装置
JP2010028534A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Fuji Xerox Co Ltd 右手・左手系複合線路素子
TWI423523B (zh) * 2009-12-23 2014-01-11 Univ Nat Chiao Tung 多平面掃描洩漏波天線
US8947317B2 (en) 2010-07-28 2015-02-03 National University Corporation Kyoto Institute Of Technology Microwave resonator configured by composite right/left-handed meta-material and antenna apparatus provided with the microwave resonator
WO2012115245A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 国立大学法人京都工芸繊維大学 非可逆伝送線路装置
WO2014174153A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Rfid system with transmission line antenna and related methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170137065A (ko) 2017-12-12
US20180040961A1 (en) 2018-02-08
CN107534221A (zh) 2018-01-02
US10367268B2 (en) 2019-07-30
KR101989841B1 (ko) 2019-06-17
EP3261179A4 (en) 2018-09-05
WO2016132499A1 (ja) 2016-08-25
JPWO2016132499A1 (ja) 2017-12-07
EP3261179A1 (en) 2017-12-27
CN107534221B (zh) 2019-06-25
JP6397563B2 (ja) 2018-09-26
EP3261179B1 (en) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3168927B1 (en) Ultra compact ultra broad band dual polarized base station antenna
ES2838973T3 (es) Antena de onda de fuga
US20150340770A1 (en) Antenna Assembly and System
US10811772B2 (en) Concentric, co-located and interleaved dual band antenna array
CN1898885A (zh) 进行无线通信的低成本、多波束、多波段和多分集天线系统和方法
US11695197B2 (en) Radiating element, antenna assembly and base station antenna
ES3048798T3 (en) Antenna unit and electronic device
CN110112574B (zh) 一种可重构超宽带阵列天线
US11121471B2 (en) Dual directional log-periodic antenna and an antenna arrangement
CN109728413B (zh) 天线结构及终端
US9013360B1 (en) Continuous band antenna (CBA) with switchable quadrant beams and selectable polarization
WO2020233518A1 (zh) 天线单元和电子设备
Rahayu et al. A new 2× 4 array design of dual-band millimeter-wave antenna for 5G applications
US20230299504A1 (en) Array antenna substrate and apparatus antenna apparatus
CN220710618U (zh) 盒式偶极子辐射元件和多频带天线
US11955710B2 (en) Dual polarized antenna structure
Naseri et al. High-security antenna system with dual polarization and frequency tunability for driverless vehicles
WO2021127095A1 (en) Advanced conformal antenna with four omnidirectional beams
Adhikari et al. Miniature radiation pattern reconfigurable antenna for 2.4 GHz band
Juan et al. Compact dipole antenna with multiple radiation pattern reconfigurations
ES3050692T3 (en) Compact multi-band antenna
ES2848735B2 (es) Antena impresa para la recepcion y/o transmision de senales de radiofrecuencia
RU183651U1 (ru) Широкополосная антенна приема и передачи сигналов спутникового телевидения
Odrobina et al. Series-fed antenna lattice featuring dual-circular polarization with integrated feeding network
ES2926923T3 (es) Estructura de antena compacta para telecomunicaciones por satélite