TW201427168A - 具有電容性耦合接地接腳的超寬頻天線 - Google Patents

Abstract

一種天線，包括：接地層、寬頻輻射元件、饋送件以及接地接腳，其中，該寬頻輻射元件安裝在接地層上並且包括饋送點，該饋送點具有第一阻抗，該饋送件用於在饋送點處饋送寬頻輻射元件，該饋送件具有第二阻抗，該接地接腳在寬頻輻射元件與接地層之間延伸以將第一阻抗阻抗匹配至第二阻抗，該接地接腳以電容性耦合至寬頻輻射元件。

Description

具有電容性耦合接地接腳的超寬頻天線

相關引用：此處引用於2012年12月28日提交的名稱為“NOVEL GAMMA MATCHING CIRCUIT TO ACHIEVE ULTRA BROADBAND, OMNI ANTENNA FOR INDOOR/OUTDOOR APPLCIATIONS（實現用於室內/室外應用的超寬頻全向天線的新穎伽馬匹配電路）”的美國臨時專利申請61/746,681，其公開內容通過參引併入本文並且此處根據37 CFR 1.78(a)(4)和(5)(i)要求了其優先權。

本發明總體上涉及一種天線，並且更具體地涉及一種寬頻天線。

現有技術中已知各種類型的寬頻天線。

本發明旨在提供一種用於在無線通訊中使用的緊湊的超寬頻天線。

從而根據本發明的較佳實施方式提供了一種天線，該天線包括接地層（ground plane）、寬頻輻射元件、饋送件以及接地接腳，其中，該寬頻輻射元件安裝在接地層上並且包括饋送點，該饋送點具有第一阻抗，該饋送件用於在饋送點處饋送寬頻輻射元件，該饋送件具有第二阻抗，該接地接腳在寬頻輻射元件與接地層之間延伸以將第一阻抗阻抗匹配至第二阻抗，該接地接腳以電容性耦合至寬頻輻射元件。

較佳地，寬頻輻射元件包括寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件。

較佳地，接地層包括適於饋送件插入通過的孔口。

較佳地，饋送件電連接至寬頻輻射元件的饋送點。

根據本發明的較佳實施方式，接地接腳包括第一端部和第二端部，該第一端部連接至寬頻輻射元件並且該第二端部連接至接地層。

根據本發明的另外的較佳實施方式，該天線還包括設置在接地接腳內的至少一個集總反應元件。

較佳地，所述至少一個集總反應元件以串聯的方式設置在接地接腳內。

較佳地，所述至少一個集總反應元件包括電容器。

另外或替代性地，所述至少一個集總反應元件包括感應線圈。

較佳地，寬頻輻射元件在380 MHz至6000 MHz的頻率範圍內操作。

較佳地，接地接腳的第一端部和第二端部中的至少一者分別電連接至寬頻輻射元件以及連接至接地層。

另外或替代性地，接地接腳的第一端部和第二端部中的至少一者分別以電容性連接至寬頻輻射元件以及連接至接地層。

較佳地，接地接腳包括凸起的突出部。

較佳地，接地接腳與寬頻輻射元件之間的電容性耦合用於將第一阻抗匹配至第二阻抗。

較佳地，電容性耦合用於減小天線的電壓駐波比。

根據本發明的較佳實施方式，寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件包括上傳導圓筒形元件、下傳導圓錐形元件、內電介質隔離元件以及外支承電介質台，其中，下傳導圓錐形元件與該上傳導圓筒形元件部分交疊，該下傳導圓錐形元件具有頂點，饋送點位於該頂點處，該內電介質隔離元件支承上傳導圓筒形元件，該外支承電介質台支承上傳導圓筒形元件和下傳導圓錐形元件。

此外，根據本發明的該較佳實施方式，接地接腳包括第一正方形部、第二錐形部、第三部、較短的第四部、第五長形部、第六部、第七反向L形部以及電容器，其中，該第一正方形部設置在接地層上並且較佳地通過螺釘緊固至接地層，該第二錐形部以相對於通過接地層限定的第一平面成銳角的方式從第一正方形部延伸，該第三部從第二錐形部延伸並且相對於第二錐形部以銳角彎曲，該第三部大致平行於下傳導圓錐形元件並且在較短的第四部中終止，該較短的第四部位於與第一平面平行並從該第一平面偏移的第二平面中，該第五長形部從第四部垂直地延伸並包括從第五長形部垂直地延伸的第一凸出部和第二凸出部，該第一凸出部和第二凸出部以沿著第五長形部的一間距間隔開且相互平行，該第五長形部還包括正交彎曲的端子部段，該第六部平行於正交彎曲的端子部段延伸並從該正交彎曲的端子部段偏移，該第六部形成第七反向L形部的突出端部段，該第七反向L形部通過上傳導圓筒形元件的外壁支承，該電容器橋接正交彎曲的端子部段和第六部，該電容器通過分別插入正交彎曲的端子部段和第六部中的兩個傳導接腳而被緊固。

現在將參照示出了根據本發明的較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖的圖1A、圖1B以及圖1C。

如圖1A至圖1C中所示，提供了一種天線100，該天線100較佳地包括接地層102和安裝在該接地層102上的寬頻輻射元件104。寬頻輻射元件104較佳地實施為設置在接地層102的表面106上的寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件104。

寬頻輻射元件104包括饋送點107，寬頻輻射元件104較佳地通過饋送件108在該饋送點107處被饋送。如在圖1C中最清晰地觀察到的，饋送件108較佳地包括輸入埠110，該輸入埠110較佳地通過形成在接地層102中的孔口112電連接至饋送點107。然而，應當理解到，所示出的饋送件108相對於寬頻輻射元件104的設置僅是示例性的並且如現有技術中已知的其他適當的饋送裝置可以替代性地在天線100中實施。

如對所屬技術領域中具有通常知識者而言將易於理解的，寬頻輻射元件104的饋送點107具有相關聯的第一阻抗，並且饋送件108具有相關聯的第二阻抗，該第一阻抗和第二阻抗必須相互良好地匹配以有助於該第一阻抗與第二阻抗之間的有效的能量傳輸，並因此允許天線100的寬頻操作。本發明的較佳實施方式的特定特徵在於：由於在寬頻輻射元件104與接地層102之間延伸的接地接腳120的設置，饋送點107的第一阻抗因此良好地匹配至饋送件108的第二阻抗。如在圖1A中的放大部122處最清晰地觀察到的，接地接腳120較佳地具有第一端部124和第二端部126，該第一端部124較佳地連接至寬頻單極輻射元件104，該第二端部126較佳地連接至接地層102。

本發明的較佳實施方式的另一特定特徵在於：接地接腳120較佳地設置成以電容性耦合至寬頻輻射元件104。如在圖1A中最清晰地觀察到的，接地接腳120較佳地定位成與寬頻輻射元件104的一部分靠近並與其共同延伸，從而導致它們之間的電容性耦合。這與常規接地接腳匹配設置形成對照，在常規接地接腳匹配設置中，接地接腳通常通過在輻射元件與地面之間設置分流傳導路徑來執行阻抗匹配，而非自身以電容性耦合至輻射元件。

由於寬頻輻射元件104與接地接腳120之間的電容性耦合，因此接地接腳120用於極大地改善寬頻輻射元件與饋送件108的阻抗匹配，並因此有助於輻射元件104的超寬頻操作。僅通過示例的方式，寬頻輻射元件104由於通過接地接腳120與寬頻輻射元件104的電容性耦合提供的改善的阻抗匹配而可以在380 MHz至6000 MHz的超寬頻頻率範圍內操作，而在沒有以電容性耦合的接地接腳120的情況下，輻射元件104可能具有僅在700 MHz至6000 MHz的更有限的頻率範圍內。接地接腳120從而用於在天線100中產生額外的共振頻率範圍。

接地接腳120與寬頻輻射元件104之間的電容性耦合較佳地通過較佳地從接地接腳120向外延伸的多個突出部128而被最優化。接地接腳120與寬頻輻射元件104之間的電容性耦合的強度可以根據天線100的操作要求借助於對突出部128和接地接腳120的位置和幾何形狀的修改來進行調節。如在放大部122處最清晰地觀察到的，接地接腳120可以通過非傳導的緊固元件130相對於寬頻輻射元件104被保持就位。然而，應當理解到，圖1A至圖1C中示出的接地接腳120和突出部128的特定型態僅是示例性的。

接地接腳120較佳地通過例如此處實施為電容器132的至少一個集總反應元件相交。電容器132較佳地在接地接腳120的第一端部124與第二端部126之間以串聯的方式設置在接地接腳120內。然而，應當理解到電容器132可以根據接地接腳120的機械設計要求以串聯或並聯的方式設置在沿著接地接腳120的任意點處。還應當理解到，如圖1A至圖1C中所示，接地接腳120可以包括通過至少一個反應元件橋接的離散傳導部或可以形成為連續結構。設置在接地接腳120內的所述至少一個反應元件例如可以包括感應器和電容器。

與通過以電容性耦合的接地接腳120提供的電容性耦合結合的電容器132用於有利地減小天線100的電壓駐波比（VSWR）。僅通過示例的方式，由於以電容性耦合的接地接腳120中的電容器132的存在，天線100可以在380 MHz至480 MHz的頻率範圍內以小於3.1:1的VSWR操作，並且可以在700 MHz至960 MHz的頻率範圍內以小於2:1的VSWR操作。在沒有電容器132的情況下，天線100可以在380 MHz至480 MHz的頻率範圍內以大於4:1的VSWR操作，並且可以在700 MHz至960 MHz的頻率範圍內以大於2:1的VSWR操作。電容器132可以具有大約3.3pF的電容值。

在圖1A至圖1C中示出的天線100的實施方式中，接地接腳120示出為在其第一端部124和第二端部126處分別電連接至寬頻輻射元件104和接地層102。然而，應當理解到，接地接腳120可以根據需要通過接地接腳120執行的阻抗匹配而在其端部中的一個端部或兩個端部處分別替代性地以電容性連接至寬頻輻射元件104和接地層102。

從而應當理解到，由於通過包括電容器132的以電容性耦合的接地接腳120執行的增強的阻抗匹配，天線100構成了能夠在極寬的頻率範圍內輻射豎直偏振的射頻（RF）信號的超寬頻豎直偏振天線，從而使得天線100特別良好地適於多種單輸入單輸出（SISO）應用。寬頻輻射元件104較佳地輻射圓錐形的全向輻射模式。

天線100可以安裝在室內表面或室外表面上。多個孔134可選地形成在接地層102中以有助於將天線100附接至諸如天花板或壁之類的支承表面。孔134還可以用於將雷達罩可選地附接至天線100。

根據本發明的特別較佳的實施方式，寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件104較佳地包括上傳導圓筒形元件140和下傳導圓錐形元件142。如在圖1C中最清晰地觀察到的，圓筒形元件140和圓錐形元件142較佳地借助於內電介質隔離元件144和外支承電介質台146以部分交疊的型態保持。饋送點107較佳地位於下傳導圓錐形元件142的頂點148處。寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件104大致較佳地為轉讓給作為本申請的相同的受讓人並通過參引併入本文的中國發明申請No. 201320043587.5中描述的類型。

然而，應當理解到，所示出的單極輻射元件104的實施方式僅為示例性的，並且各種其他寬頻單極輻射元件也是可以的且包括在本發明的範圍內。還應當理解到，相對於圓筒形元件140和圓錐形元件142的相對位置使用的術語‘上’和‘下’僅表示關係，並且圓筒形元件140和圓錐形元件142之間的空間關係通過天線100被安裝時所處的取向來確定。

此外，根據本發明的特別較佳的實施方式，接地接腳120較佳地包括設置在接地層102上並且較佳地通過螺釘152緊固至接地層102的第一正方形部150。第二錐形部154較佳地以相對於通過接地層102限定的第一平面成銳角的方式從第一正方形部150延伸。第二錐形部154較佳地以銳角彎曲以形成第三部156，該第三部156較佳地與下傳導圓錐形元件142大致平行地延伸。第三部156較佳地在較短的第四部158中終止，該較短的第四部158較佳地位於與第一平面平行並從第一平面偏移的第二平面中。

第五長形部160較佳地從第四部158垂直地延伸。第一凸出部162和第二凸出部164較佳地以沿著第五長形部160的一間距垂直地並且彼此平行地延伸。第五長形部160還較佳地包括正交彎曲的端子部段166。應當理解到，第一凸出部162和第二凸出部164構成了突出部128的特別較佳的實施方式。

第六部168較佳地平行於端子部段166且從端子部段166偏移地延伸。第六部168形成了第七反向L形部170的突出端部段，該第七反向L形部170較佳地通過上傳導圓筒形元件140的外壁172支承。

電容器174較佳地橋接正交彎曲的端子部段166和第六部168。電容器174通過分別插入到正交彎曲的端子部段166和第六部168中的兩個傳導接腳176而被緊固。應當理解到，電容器174為電容器132的特別較佳的實施方式。

現在將參照示出了根據本發明的另一較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖的圖2A至圖2C。

如圖2A至圖2C中所示，提供了一種天線200，該天線200較佳地包括接地層202和安裝在該接地層202上的寬頻輻射元件204。寬頻輻射元件204較佳地實施為較佳地設置在接地層202的表面206上的寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件204。

寬頻輻射元件204包括饋送點207，寬頻輻射元件204較佳地通過饋送件208在該饋送點207處被饋送。如在圖1C中最清晰地觀察到的，饋送件208較佳地包括輸入埠210，該輸入埠210較佳地通過形成在接地層202中的孔口212電連接至饋送點207。然而，應當理解到，所示出的饋送件208相對於寬頻輻射元件204的設置僅是示例性的並且如現有技術中已知的其他適當的饋送裝置可以替代性地在天線200中實施。

如對所屬技術領域中具有通常知識者而言將易於理解的，寬頻輻射元件204的饋送點207具有相關聯的第一阻抗，並且饋送件208具有相關聯的第二阻抗，該第一阻抗和第二阻抗必須相互良好地匹配以有助於該第一阻抗與第二阻抗之間的有效的能量傳輸，並因此允許天線200的寬頻操作。本發明的較佳實施方式的特定特徵在於：由於在寬頻輻射元件204與接地層202之間延伸的接地接腳220的設置，饋送點207的第一阻抗因此良好地匹配至饋送件208的第二阻抗。如在圖2A中的放大部222處最清晰地觀察到的，接地接腳220較佳地具有第一端部224和第二端部226，該第一端部224較佳地連接至寬頻單極輻射元件204，該第二端部226較佳地連接至接地層202。

本發明的較佳實施方式的另一特定特徵在於：接地接腳220較佳地設置成以電容性耦合至寬頻輻射元件204。如在圖2A中最清晰地觀察到的，接地接腳220較佳地位於與寬頻輻射元件204的一部分靠近並與其共同延伸，從而導致它們之間的電容性耦合。這與常規接地接腳匹配設置形成對照，在常規接地接腳匹配設置中，接地接腳通常通過在輻射元件與地面之間設置分流傳導路徑來執行阻抗匹配，而非自身以電容性耦合至輻射元件。

由於寬頻輻射元件204和接地接腳220之間的電容性耦合，因此接地接腳220用於極大地改善了寬頻輻射元件與饋送件208的阻抗匹配，並因此有助於輻射元件204的超寬頻操作。僅通過示例的方式，寬頻輻射元件204由於通過接地接腳220與寬頻輻射元件204的電容性耦合提供的改善的阻抗匹配而可以在380 MHz至6000 MHz的超寬頻頻率範圍內操作，而在沒有以電容性耦合的接地接腳220的情況下，輻射元件204可具有僅在700 MHz至6000 MHz的更有限的頻率範圍內。接地接腳220從而用於在天線200中產生額外的共振頻率範圍。

接地接腳220與寬頻輻射元件204之間的電容性耦合較佳地通過較佳地從接地接腳220向外延伸的多個突出部228而被最優化。接地接腳220與寬頻輻射元件204之間的電容性耦合的強度可以根據天線200的操作要求借助於對突出部228和接地接腳220的位置和幾何形狀的修改來進行調節。如在放大部222處最清晰地觀察到的，接地接腳220可以通過非傳導的緊固元件230相對於寬頻輻射元件204被保持就位。然而，應當理解到，圖2A至圖2C中示出的接地接腳220和突出部228的特定型態僅是示例性的。

接地接腳220較佳地通過例如此處實施為感應線圈232的至少一個集總反應元件相交。線圈232較佳地在接地接腳220的第一端部224與第二端部226之間以串聯的方式設置在接地接腳220內。然而，應當理解到線圈232可以根據接地接腳220的機械設計要求沿著接地接腳220以串聯或並聯的方式設置在任意點處。還應當理解到，如圖2A至圖2C所示，接地接腳220可以包括通過至少一個反應元件橋接的離散傳導部或可以形成為連續結構。設置在接地接腳220內的所述至少一個反應元件例如可以包括感應器和電容器。

與通過以電容性耦合的接地接腳220提供的電容性耦合結合的線圈232用於有利地減小天線200的電壓駐波比（VSWR）。僅通過示例的方式，由於與以電容性耦合的接地接腳220中的線圈232的存在，天線200可以在1700 MHz至1900 MHz的頻率範圍內以小於2:1的VSWR操作。在沒有線圈232的情況下，天線200可以在1700 MHz至1900MHz的頻率範圍內以大於1.7:1的VSWR操作。線圈232可以具有大約1.2nH的電感值。

在圖2A至圖2C中示出的天線200的實施方式中，接地接腳220示出為在其第一端部224和第二端部226處電連接至寬頻輻射元件204和接地層202。然而，應當理解到，接地接腳220可以根據需要通過接地接腳220執行的阻抗匹配而在其端部中的一個端部或兩個端部處分別替代性地以電容性連接至寬頻輻射元件204和接地層202。

從而應當理解到，由於通過包括線圈232的以電容性耦合的接地接腳220執行的增強的阻抗匹配，天線200構成了能夠在極寬的頻率範圍內輻射豎直偏振的RF信號的超寬頻豎直偏振天線，從而使得天線200特別良好地適於多種SISO應用。寬頻輻射元件204較佳地輻射圓錐形的全向輻射模式。

天線200可以安裝在室內表面或室外表面上。多個孔234可選地形成在接地層202中以有助於將天線200附接至諸如天花板或壁之類的支承表面。孔234還可以用於將雷達罩可選地附接至天線200。

根據本發明的特別較佳的實施方式，寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件204較佳地包括上傳導圓筒形元件240和下傳導圓錐形元件242。如在圖2C中最清晰地觀察到的，圓筒形元件240和圓錐形元件242較佳地借助於內電介質隔離元件244和外支承電介質台246以部分交疊的型態保持。饋送點207較佳地位於下傳導圓錐形元件242的頂點248處。寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件204大致較佳地為轉讓給作為本申請的相同的受讓人並通過參引併入本文的中國大陸申請第201320043587.5號實用新型專利中描述的類型。

然而，應當理解到，所示出的單極輻射元件204的實施方式僅為示例性的，並且各種其他寬頻單極輻射元件也是可以的且包括在本發明的範圍內。還應當理解到，相對於圓筒形元件240和圓錐形元件242的相對位置使用的術語‘上’和‘下’僅表示關係，並且圓筒形元件240和圓錐形元件242之間的空間關係通過天線200被安裝時所處的取向來確定。

此外，根據本發明的特別較佳的實施方式，接地接腳220較佳地包括設置在接地層202上並且較佳地通過螺釘252緊固至接地層202的第一正方形部250。第二錐形部254較佳地以相對於通過接地層202限定的第一平面成銳角的方式從第一正方形部250延伸。第二錐形部254較佳地以銳角彎曲以形成第三部256，該第三部256較佳地與下傳導圓錐形元件242大致平行地延伸。第三部256較佳地在較短的第四部258中終止，該較短的第四部258較佳地位於與第一平面平行並從第一平面偏移的第二平面中。

第五長形部260較佳地從第四部258垂直地延伸。第一凸出部262和第二凸出部264較佳地以沿著第五長形部260的一間距垂直地並且彼此平行地延伸。第五長形部260還較佳地包括正交彎曲的端子部段266。應當理解到，第一凸出部262和第二凸出部264構成了突出部228的特別較佳的實施方式。

第六部268較佳地平行於端子部段266且從端子部段266偏移地延伸。第六部268形成了第七反向L形部270的突出端部段，該第七反向L形部270較佳地通過上傳導圓筒形元件240的外壁272支承。

感應線圈274較佳地橋接正交彎曲的端子部段266和第六部268。線圈274通過分別插入到正交彎曲的端子部段266和第六部268中的兩個傳導接腳276而被緊固。應當理解到，線圈274為線圈232的特別較佳的實施方式

現在將參照示出了根據本發明的又一較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖的圖3A至圖3C。

如圖3A至圖3C中所見，提供了一種天線300，該天線300較佳地包括通過反射元件303形成的接地層302和安裝在該接地層302上的寬頻輻射元件304。寬頻輻射元件304較佳地實施為寬頻雙圓錐形輻射元件304，該寬頻雙圓錐形輻射元件304較佳地包括第一大致圓錐形輻射元件305和安裝在該第一大致圓錐形輻射元件305上的第二大致圓錐形輻射元件306。寬頻輻射元件304的第一大致圓錐形輻射元件305較佳地設置在接地層302的表面上。寬頻輻射元件304大致較佳地為轉讓給作為本申請的相同的受讓人並通過參引併入本文的中國大陸申請第201220742903.3號實用新型專利中描述的類型。

寬頻輻射元件304較佳地包括較佳地位於第二大致圓錐形輻射元件306的截頂上的饋送點307。寬頻輻射元件304較佳地通過饋送件308在該饋送點307處被饋送。如在圖3C中最清晰地觀察到的，饋送件308較佳地包括輸入埠310，該輸入埠310較佳地通過形成在第一大致圓錐形輻射元件305的截頂部313中的孔口312較佳地電連接至饋送點307。然而，應當理解到，所示出的饋送件308相對於寬頻輻射元件304的設置僅是示例性的並且如現有技術中已知的其他適當的饋送裝置可以替代性地在天線300中實施。

如對所屬技術領域中具有通常知識者而言將易於理解的，寬頻輻射元件304的饋送點307具有相關聯的第一阻抗，並且饋送件308具有相關聯的第二阻抗，該第一阻抗和第二阻抗必須相互良好地匹配以有助於該第一阻抗與第二阻抗之間的有效的能量傳輸，並因此允許天線300的寬頻操作。本發明的較佳實施方式的特定特徵在於：由於在寬頻輻射元件304與接地層302之間延伸的接地接腳320的設置，饋送點307的第一阻抗因此良好地匹配饋送件308的第二阻抗。如在圖3A中的放大部322處最清晰地觀察到的，接地接腳320較佳地具有第一端部324，該第一端部324較佳地連接至第二大致圓錐形輻射元件306。接地接腳320較佳地具有第二端部326，該第二端部326較佳地連接至第一大致圓錐形輻射元件305。第一大致圓錐形輻射元件305較佳地包括設置在接地層302上的蜿蜒均衡部327。

本發明的較佳實施方式的另一特定特徵在於：接地接腳320較佳地設置成以電容性耦合至寬頻輻射元件304。如在圖3A和圖3C中最清晰地觀察到的，接地接腳320較佳地定位成與寬頻輻射元件304的一部分靠近並與其共同延伸，從而導致它們之間的電容性耦合。這與常規接地接腳匹配設置形成對照，在常規接地接腳匹配設置中，接地接腳通常通過在輻射元件與地面之間設置分流傳導路徑來執行阻抗匹配，而非自身以電容性耦合至輻射元件。諸如伽馬匹配元件328（gamma matching element）之類的額外的常規匹配元件可以可選地包括在天線300中以進一步改善阻抗匹配。

由於寬頻輻射元件304和接地接腳320之間的電容性耦合，因此接地接腳320用於極大地改善寬頻輻射元件與饋送件308的阻抗匹配，並因此通過在天線300中產生額外的共振頻率範圍而有助於輻射元件304的超寬頻操作。

接地接腳320較佳地通過例如實施為感應線圈332的至少一個集總反應元件相交。線圈332較佳地在接地接腳320的第一端部324與第二端部326之間並聯於接地接腳320設置。然而，應當理解到線圈332可以根據接地接腳320的機械設計要求沿著接地接腳320以串聯或並聯的方式設置在任意點處。還應當理解到，接地接腳320可以包括如圖3A至圖3C中所示的連續結構，或者可以包括通過至少一個反應元件橋接的離散傳導部。與接地接腳320並聯地設置的所述至少一個反應元件例如可以包括感應器和電容器。與通過以電容性耦合的接地接腳320提供的電容性耦合結合的線圈332用於減小天線300的 VSWR。

在圖3A至圖3C中示出的天線300的實施方式中，接地接腳320示出為在其第一端部324處電連接至寬頻輻射元件304。然而，應當理解到，接地接腳320可以根據需要通過接地接腳320執行的阻抗匹配而在接地接腳320的第一端部324處替代性地以電容性連接至寬頻輻射元件304。

從而應當理解到，由於通過包括線圈332的以電容性耦合的接地接腳320執行的增強的阻抗匹配，天線300構成了能夠在極寬的頻率範圍內輻射豎直偏振的RF信號的超寬頻豎直偏振天線，從而使得天線300特別良好地適於多種SISO應用。寬頻輻射元件304較佳地輻射圓錐形的全向輻射模式。

天線300可以安裝在室內表面或室外表面上。多個孔334可選地形成在接地層302和蜿蜒均衡部327中以有助於將天線300附接至諸如天花板或壁之類的支承表面。孔334還可以用於將雷達罩可選地附接至天線300。

對所屬技術領域中具有通常知識者而言將會理解到，本發明不受上文中已經特別要求的內容的限制。相反，本發明的範圍包括上文中所描述的特徵的組合和子組合以及這些特徵的改型和變體，這些改型和變體在所屬技術領域中具有通常知識者參照附圖閱讀以上描述時會被想到並且不在現有技術中。

100．．．天線

102．．．接地層

104．．．寬頻輻射元件

106．．．表面

107．．．饋送點

108．．．饋送件

110．．．輸入埠

112．．．孔口

120．．．接地接腳

122．．．放大部

124．．．第一端部

126．．．第二端部

128．．．突出部

130．．．緊固元件

132．．．電容器

134．．．孔

140．．．圓筒形元件

142．．．圓錐形元件

144．．．內電介質隔離元件

146．．．外支承電介質台

148．．．頂點

150．．．第一正方形部

152．．．螺釘

154．．．第二錐形部

156．．．第三部

158．．．第四部

160．．．第五長形部

162．．．第一凸出部

164．．．第二凸出部

166．．．端子部段

168．．．第六部

170．．．第七反向L形部

172．．．外壁

174．．．電容器

176．．．傳導接腳

200．．．天線

202．．．接地層

204．．．寬頻輻射元件

206．．．表面

207．．．饋送點

208．．．饋送件

210．．．輸入埠

212．．．孔口

220．．．接地接腳

222．．．放大部

224．．．第一端部

226．．．第二端部

228．．．突出部

232．．．感應線圈

234．．．孔

240．．．上傳導筒形元件

242．．．下傳導圓錐形元伴

244．．．內電介質隔離元件

246．．．外支承電介質台

248．．．頂點

250．．．第一正方形部

252．．．螺釘

254．．．第二錐形部

254．．．第二錐形部

256．．．第三部

258．．．第四部

260．．．第五長形部

262．．．第一凸出部

264．．．第二凸出部

266．．．端子部段

268．．．第六部

270．．．第七反性L形部

272．．．外壁

274．．．感應線圈

276．．．傳導接腳

300．．．天線

302．．．接地層

303．．．反射元件

304．．．寬頻輻射元件

305．．．第一大致圓錐形輻射元件

306．．．第二大致圓錐形輻射元件

307．．．饋送點

308．．．饋送件

310．．．輸入埠

312．．．孔口

313．．．截頂部

320．．．接地接腳

322．．．放大部

324．．．第一端部

326．．．第二端部

327．．．蜿蜒均衡部

328．．．伽馬匹配元件

332．．．感應線圈

334．．．孔

通過結合圖式的以下詳細描述將更加充分地理解和領會本發明。 圖1A、圖1B以及圖1C為示出了根據本發明的較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖； 圖2A、圖2B以及圖2C為示出了根據本發明的另一較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖；以及 圖3A、圖3B以及圖3C為示出了根據本發明的又一較佳實施方式構造並工作的天線的簡化了的相應的側視圖、俯視圖以及立體圖。

100．．．天線

102．．．接地層

104．．．寬頻輻射元件

106．．．表面

108．．．饋送件

120．．．接地接腳

122．．．放大部

124．．．第一端部

126．．．第二端部

128．．．突出部

130．．．緊固元件

132．．．電容器

142．．．圓錐形元件

152．．．螺釘

154．．．第二錐形部

156．．．第三部

158．．．第四部

160．．．第五長形部

162．．．第一凸出部

164．．．第二凸出部

166．．．端子部段

168．．．第六部

170．．．第七反向L形部

172．．．外壁

174．．．電容器

176．．．傳導接腳

Claims (17)

1. 一種天線，包括： 接地層； 寬頻輻射元件，所述寬頻輻射元件安裝在所述接地層上並包括饋送點，所述饋送點具有第一阻抗； 饋送件，所述饋送件用於在所述饋送點處饋送所述寬頻輻射元件，所述饋送件具有第二阻抗；以及 接地接腳，所述接地接腳在所述寬頻輻射元件與所述接地層之間延伸，以將所述第一阻抗阻抗匹配至所述第二阻抗，所述接地接腳以電容性耦合至所述寬頻輻射元件。
2. 如請求項1所述的天線，其中，所述寬頻輻射元件包括寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件。
3. 如請求項1或2所述的天線，其中，所述接地層包括適於所述饋送件插入通過的孔口。
4. 如請求項3所述的天線，其中，所述饋送件電連接至所述寬頻輻射元件的所述饋送點。
5. 如前述請求項中的任一項所述的天線，其中，所述接地接腳包括第一端部和第二端部，所述第一端部連接至所述寬頻輻射元件並且所述第二端部連接至所述接地層。
6. 如請求項5所述的天線，並且還包括設置在所述接地接腳內的至少一個集總反應元件。
7. 如請求項6所述的天線，其中，所述至少一個集總反應元件以串聯的方式設置在所述接地接腳內。
8. 如請求項6所述的天線，其中，所述至少一個集總反應元件包括電容器。
9. 如請求項6所述的天線，其中，所述至少一個集總反應元件包括感應線圈。
10. 如請求項6所述的天線，其中，所述寬頻輻射元件在380 MHz至6000 MHz的頻率範圍內操作。
11. 如請求項5所述的天線，其中，所述接地接腳的所述第一端部和所述第二端部中的至少一者相應地電連接至所述寬頻輻射元件以及連接至所述接地層。
12. 如請求項5所述的天線，其中，所述接地接腳的所述第一端部和所述第二端部中的至少一者相應地以電容性連接至所述寬頻輻射元件以及連接至所述接地層。
13. 如請求項1所述的天線，其中，所述接地接腳包括凸起的突出部。
14. 如前述請求項中的任一項所述的天線，其中，所述接地接腳與所述寬頻輻射元件之間的電容性耦合用於使所述第一阻抗匹配所述第二阻抗。
15. 如請求項14所述的天線，其中，所述電容性耦合用於減小所述天線的電壓駐波比。
16. 如請求項2所述的天線，其中，所述寬頻豎直偏振圓錐形單極輻射元件包括： 上傳導圓筒形元件； 下傳導圓錐形元件，所述下傳導圓錐形元件與所述上傳導圓筒形元件部分交疊，所述下傳導圓錐形元件具有頂點，所述饋送點位於所述頂點處； 內電介質隔離元件，所述內電介質隔離元件支承所述上傳導圓筒形元件；以及 外支承電介質台，所述外支承電介質台支承所述上傳導圓筒形元件和所述下傳導圓錐形元件。
17. 如請求項16所述的天線，其中，所述接地接腳包括： 第一正方形部，所述第一正方形部設置在所述接地層上並且較佳地通過螺釘緊固至所述接地層； 第二錐形部，所述第二錐形部以相對於通過所述接地層限定的第一平面成銳角的方式從所述第一正方形部延伸； 第三部，所述第三部從所述第二錐形部延伸並相對於所述第二錐形部成銳角彎曲，所述第三部大致平行於所述下傳導圓錐形元件並且在較短的第四部中終止，所述較短的第四部位於與所述第一平面平行並從所述第一平面偏移的第二平面中； 第五長形部，所述第五長形部從所述第四部垂直地延伸並包括從所述第五長形部垂直地延伸的第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部以沿著所述第五長形部的一間距間隔開並且相互平行，所述第五長形部還包括正交彎曲的端子部段； 第六部，所述第六部平行於所述正交彎曲的端子部段延伸並從所述正交彎曲的端子部段偏移，所述第六部形成第七反向L形部的突出端部段，所述第七反向L形部通過所述上傳導圓筒形元件的外壁支承；以及 電容器，所述電容器橋接所述正交彎曲的端子部段和所述第六部，所述電容器通過分別插入所述正交彎曲的端子部段和所述第六部中的兩個傳導接腳而被緊固。