专利名称：双极化电介质共振器天线的利记博彩app
双极化电介质共振器天线技术领域与
背景技术：
本发明涉及双极化电介质共振器天线。本发明还涉及由以N行和M列形式布置的基元天线构成的网络天线，网络天线的每个基元天线都是根据本发明的双极化电介质共振器天线。本发明天线的一个应用领域是从卫星到诸如飞机、火车、轮船等移动平台发送/接收信号。本发明的天线旨在用在相位控制网络天线中。相位控制网络天线使用半电子扫描原理，其中所传输的波的小比例的角度变化由电子扫描实施，其余变化由机械装置实施。对于扫描的限制是由辐射元件的图案的几何形状所导致的。已经开发了使用具有印刷偶极子的微带平面天线的相位控制网络天线。当扫描角 度从垂直于偶极子轴线的方向转移时，具有印刷偶极子的微带平面天线的增益减少。结果是对于高扫描角度的相等的各向同性辐射功率的减小。机械装置则被设计为倾向于天线的结构。此外，由于共振器的很高Q因子的原因，所以微带天线自然具有小带宽。这也是另一个缺点。还从文献 “Hook-and 3-D J-shaped probe excited dielectric resonatorantenna for dual polarisation applications，，(R. Chair, A. A. Kishk and K. F. Lee, IEEProc.-Microw. Antennas Propag. , vol. 153, N° 3, June 2006) 了解到双极化电介质共振器天线。为了加宽天线的带宽，设置其底部挖空的圆柱形电介质共振器和激励系统，该激励系统包括4个设置在电介质共振器的凹槽中的天线元件。这种电介质共振器天线具有特别复杂的结构。本发明的双极化电介质共振器天线不具有上述天线的缺点。
发明内容
本发明涉及一种双极化天线，包括-微带基板,所述微带基板具有覆盖有金属化层(metallisation)的第一表面和由具有大体互相垂直的轴线的两条微带线路覆盖的与所述第一表面相对的第二表面，在所述金属化层中形成蚀刻图案(etching)，所述蚀刻图案具有有着长边与短边的矩形形状的横截面，矩形的平行于所述长边的对称轴线在所述第二表面上的投影大体与两条线路中的第一条线路的轴线排成直线；-电介质共振器，所述电介质共振器具有回转圆柱形形状，该回转圆柱形形状固定在形成于所述金属化层中的蚀刻图案上，且大体以所述蚀刻图案为中心，第一条线路的轴线和第二条线路的轴线在回转圆柱形的轴线上具有交叉点，第一条线路的第一端形成所述天线的第一端口并且第二条线路的第一端形成所述天线的第二端口 ；以及-导电线性元件，所述导电线性元件具有大体平行于所述回转圆柱形的轴线的轴线，导电线性元件与电介质共振器接触并且在与所述第一表面相同的一侧上，经由形成在基板中的孔电连接到所述第一条线路的第二端，所述第二条线路的第二端大体超过所述蚀刻图案，所述第二条线路的第一端与第二端之间的长度大体等于波的波长的四分之一，所述波的频率是所述天线的利用频带的中心频率。在本发明的具体的有利实施例中，两条附加的平行线性蚀刻图案形成在矩形形状的蚀刻图案的端部，以便利用矩形形状蚀刻图案构成“H”形状的蚀刻图案。
本发明的其它特征和优点将通过参考附图阅读优选实施例而表现出来，在附图中-图I示出根据本发明第一实施例的电介质共振器天线的透视图；-图2示出根据本发明第一实施例的电介质共振器天线的仰视图；-图3A、3B、3C分别示出根据本发明第一实施例的电介质共振器天线的平面视图(图3A)和两个侧视图(图3B和3C)；-图4A和4B示出根据本发明的天线分别工作在传输和反射中的反射参数和传输参数(通常表示为S参数)；-图5A和5B分别示出当激励天线的第一端口时，在根据本发明的天线的E平面和H平面中传输的信号的分布；-图6A和6B分别示出当激励天线的第二端口时，在E平面和H平面中传输的信号的分布；-图7示出根据本发明第二实施例的电介质共振器天线的透视图；-图8示出根据本发明第二实施例的电介质共振器天线的平面视图；-图9示出根据本发明第二实施例的天线的反射中的S参数；-图10示出根据本发明的网络天线的示例。在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施例方式图I示出根据本发明第一实施例的第一变型的电介质共振器天线的透视图，图2示出图I中所示的天线的仰视图。天线包括电介质基板I、具有回转圆柱形形状的电介质共振器2和具有很小直径的导电杆3。电介质共振器2例如由粘合剂固定到基板I。除了 H形蚀刻区之外，电介质共振器所固定到的基板I的表面完全由金属化层M覆盖。固定到基板I的电介质共振器2以大体在中心的方式覆盖没有金属化层的蚀刻区，也就是说使得蚀刻区的中心大体设置在固定到基板的电介质共振器的表面中心的对面。除了两根导电线路LI、L2之外，在固定电介质共振器的表面对面的基板的表面未覆盖任何特定的材料，两根导电线路LI、L2的轴线在位于由电介质共振器形成的圆柱形的轴线上的点处是垂直和相交的。在基板的蚀刻出线路LI和L2的表面上，H的水平条的投影大体与线路LI的轴线排成直线。线路LI的第一端构成天线的第一端口 Pl并且线路L2的第一端构成天线的第二端口 P2。线路L2在开路中具有第二端并且其长度大体等于波的波长的四分之一，波的频率是天线的利用频带的中心频率。在与由金属化层M覆盖的表面的相同侧上，在基板I中形成开口 5，并且导电杆3设置在开口 5中，使得其端部中的第一端例如通过焊接而与线路LI的第二端电接触。优选地，在、基板I中形成开口 5，使得一旦固定杆3和共振器2，杆3和共振器2就互相接触。导电杆3例如由铜、金等生产。电介质基板I例如是具有等于3. 38的相对介电常数的R0GER4003C材料。也可以使用诸如氧化铝、氮化铝、低温共烧陶瓷等其它材料。基板I的厚度例如为
0.813mm。电介质共振器2例如由氮化铝AlN生产。图3A、3B、3C分别示出根据本发明第一实施例的电介质共振器天线的平面视图(图3A)和两个侧视图(图3B和3C)。图3A、3B、3C示出参考其各个构成元件的尺寸的天线的几何形状。在关于一方面接收功能(频带10. 7GHz-12. 75GHz ;参见表I)和另一方面传输功能(频带14GHZ-14. 5GHz ;参见表2)的以下两个表中，借助于示例将这些尺寸的数值具体化。对在以下的表I和表2中给出的值而言,基板由上述的相对介电常数为3. 38的电介质材料制成，并且电介质共振器由相对介电常数为8的氮化铝(AlN)制成。所有尺寸以毫米为单位给出。
因此-A和B是基板I的侧边的尺寸；-C是线路L2的长度；-D是H的两个垂直条的长度；-E是H的两个垂直条之间的距离；-F是H的垂直条中的每个的宽度； -G是H的水平条的宽度；-H是第二线路LI的长度；-I是基板I的厚度；-J是从基板I的蚀刻出线路LI和L2的表面获得的导电杆3的高度；-K是杆3的直径；-L是线路LI和L2的宽度； -M是电介质共振器2的直径；-N是电介质共振器2的高度；- O是其中放置杆3的开口的直径。
~ ~50
~50
C28
~2~A~
~ 2 ~05~
G09~
权利要求
1.一种双极化天线，包括 -微带基板(I )，所述微带基板(I)具有覆盖有金属化层(M)的第一表面和由具有大体互相垂直的轴线的两条微带线路(LI、L2)覆盖的与所述第一表面相对的第二表面，在所述金属化层(M)中形成蚀刻图案(4)，所述蚀刻图案(4)具有有着长边与短边的矩形形状的横截面，矩形的平行于所述长边的对称轴线在所述第二表面上的投影大体与两条线路中的第一条线路(LI)的轴线排成直线； -电介质共振器(2)，所述电介质共振器(2)具有回转圆柱形形状，该回转圆柱形形状固定在形成于所述金属化层中的蚀刻图案(4)上，且大体以所述蚀刻图案(4)为中心，第一条线路(LI)的轴线和第二条线路(L2)的轴线在回转圆柱形的轴线上具有交叉点，第一条线路的第一端形成所述天线的第一端口并且第二条线路的第一端形成所述天线的第二端口 ；以及 -导电线性元件(3)，所述导电线性元件(3)具有大体平行于所述回转圆柱形的轴线的轴线，导电线性元件与所述电介质共振器接触并且在与所述第一表面相同的一侧上，经由形成在基板中的孔(5)电连接到所述第一条线路(LI)的第二端，所述第二条线路(L2)的第二端大体超过所述蚀刻图案，所述第二条线路(L2)的第一端与第二端之间的长度大体等于波的波长的四分之一，所述波的频率是所述天线的利用频带的中心频率。
2.根据权利要求I所述的天线，其中两条附加的平行线性蚀刻图案(4)形成在矩形形状蚀刻图案(4)的端部，以便利用矩形形状蚀刻图案形成“H”形状的蚀刻图案。
3.根据权利要求I所述的天线，其中所述基板(I)由LTCC陶瓷材料制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的天线，其中所述导电线性元件(3)是焊接到所述第一条线路(LI)的所述第二端的金属杆。
5.根据权利要求I至3中任一项所述的天线，其中所述导电线性元件(3)包括电连接到所述第一条线路的所述第二端的金属元件和印刷在所述电介质共振器上的金属化层，所述金属元件与印刷在所述电介质共振器上的所述金属化层电接触。
6.一种网络天线，所述网络天线包括以N行和M列的形式布置的基元天线，其特征在于，所述网络天线中的每个基元天线都是根据权利要求I至5中任一项所述的双极化电介质共振器天线，所述基元天线的第一端口连接到同一第一电连接器并且所述基元天线的第二端口连接到同一第二电连接器。
全文摘要
本发明涉及一种双极化天线，包括微带基板(1)，在第一表面上该微带基板(1)由金属化层(M)覆盖，并且在与该第一表面相对的表面上该微带基板(1)由两条微带线路覆盖；电介质共振器(2)，该电介质共振器(2)具有固定到形成在基板中的蚀刻图案(4)的回转圆柱形形状，两条微带线路中的第一条的第一端形成天线的第一端口，并且第二条微带线路中的第一端形成天线的第二端口；以及导电线性元件(3)，该导电线性元件(3)与电介质共振器接触并且经由形成在衬底(1)中的孔(5)连接到第一条线路(L1)的第二端，第二条线路(L2)的第二端大体垂直于蚀刻图案。
文档编号H01Q21/06GK102742077SQ201080054687
公开日2012年10月17日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年11月2日
发明者R·K·拉杰, S·图里埃斯 申请人:阿克塞斯欧洲公司