天线和天线馈电结构制造技术

一种介质负载的螺旋形天线，该天线具有圆柱形的陶瓷核，用于支撑镀金属的螺旋形天线元件，该天线元件耦合到轴向穿过核的同轴馈电器结构。为层叠板形式的阻抗匹配部分固定到核的端面。匹配部分利用分流电容和串联电感。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及一种介质负载的天线，还涉及一种用于这种天线的馈 电结构，以及一种制造这种介质负载的天线的方法。
技术介绍
英国专利申请No.2292638A和No.2310543A公开了在超过200MHz 的频率操作的介质负载的天线。每个天线具有两对径向相对的螺旋状的天 线元件，该螺旋状的天线元件被镀在由具有大于5的相对介电常数的材料 制成的大体圆柱形的电绝缘核上。核的材料占据了由核的外表面所限定的 容积的主要部分。包含共轴馈电结构的轴向孔从一个端面延伸通过核到相 对的端面，其中该共轴馈电结构包括被屏蔽导体包围的内部导体。在核的 一端，馈电结构导体被连接到各个天线元件，这些天线元件靠近孔的端部 具有相关联的连接部。在孔的另一端，屏蔽导体连接到与天线元件连接的 导体，并且在这些示例中是导电套的形式，这些导电套包围核的部分从而 形成不平衡变压器(bahm)。每个天线元件终止于套的边沿，并且从其连 接到馈电结构形成各自的螺旋形的通道。英国专利申请No.2367429A公开了一种天线，其中，屏蔽导体与孔的 壁间隔开，优选是通过具有小于核的实心材料的相对介电常数一半的相对 介电常数的塑料材料管来隔开。具有相似的馈电结构和不平衡变压器布置的介质负载的环形天线在 GB2309592A， GB2338605A， GB2351850A和GB2346014A中公开。这些 天线中的每个的共同特性在于具有镀金属的导体元件，该元件围绕核设置 并且从穿过该核的馈电结构顶部馈电。导体元件限定了由核所占据的内部 容积，并且核的所有表面具有镀金属的导体元件。不平衡变压器提供了天 线元件与连接到馈电结构的装置的共模绝缘，使得天线特别适合小的手持装置。至今，形成在天线中的馈电结构形成如下。首先，凸缘的连接衬套(其 外表面电镀)通过放置在孔的端部而与核相配合，其中在该孔的端部处进 行馈电连接。然后，细长的管状垫圈从另一端(底端)插入进孔中。接着， 预定的特性阻抗的同轴线剪切成一定长度，内导体的裸露部在一端弯曲成 U形。同轴电缆的形成部分插入到孔内，并且来自上面和整个顶部连接的 细长的管状垫圈在两个连接步骤中焊接(a)将内导体的弯曲部分焊接到 在核的顶表面上的天线元件的连接部分，以及(b)将凸缘衬套焊接到屏 蔽导体且进一步焊接到在核的顶表面上的天线元件的连接部。然后，将核 反转，第二电镀的衬套装配在电缆的外屏蔽导体上，在这里它在核的相对 端从内导体的弯曲部分暴露，从而邻接核的电镀的底端面。最后，将该第 二衬套焊接到外部屏蔽导体，并且焊接到核的电镀的底端面。在现有应用中所公开的天线设计的一个目标是尽可能贴近地为天线元 件实现平衡源或者负载。尽管不平衡变压器套一般用于实现这种平衡，但 是由于同轴馈电器结构的特性阻抗和其长度的限制，会发生一些电抗性的 不平衡。其他的有用的因素在于馈电结构的内导体和外导体在长度上的差 异(例如由于内导体的弯曲部分的作用)以及同轴馈电所固有的非对称性。在需要时，为短抽头(shorted stub)形式的补偿电抗匹配网络被连接到靠 近核的底端面的内导体，或者是作为天线所连接到的装置的一部分，或者 是作为连接到核的底端面的小屏蔽印刷电路板组件。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少组装如在现有应用中所公开的那些天线的成本。 根据一个方面，本专利技术为工作频率超过200Mhz的天线提供了一种新 型馈电结构。该天线是三维的，具有多个导电天线元件的天线元件结构设 置在介质核的外表面上或者靠近该外表面设置。核的相对介电常数大于5。 一般地，天线元件结构包括围绕核设置的镀金属的元件并且限定了内部容 积，该容积的至少大部分被核的固体介质材料占据，由此核介质负载天线 元件结构。天线元件在馈电结构的一端从馈电连接延伸，该馈电结构纵向地通过处于天线轴线上的核。天线元件的其它端部可以通过共同导体(例如套) 连接在一起，该共同导体起到不平衡变压器的作用并且在与核隔开的位置 处连接到馈电结构。例如，套可以与馈电结构的屏蔽导体结合起作用，从 而为馈电连接处的天线元件提供平衡源或者负载，天线整体为要连接的设 备呈现单端50欧姆的终端。在这样的结构中，核的所有表面具有镀金属 的导体元件。天线到设备的匹配可以通过在穿过孔的通道的一端的核内或者位于核 的外部的部件来实现。这种部件可以体现为至少部分地位于印刷电路板 中。该板可以定位在同轴传输线的一端，从而形成天线元件之间的连接， 以将天线元件连接到同轴线，该同轴传输线被容纳在穿过核的通道中。该 板可以从同轴线的轴线侧向地延伸，并且具有侧向延伸的连接件，该连接 件在该板组装到核(例如组装到在核的远端面的导体)时连接到天线元件。 通过将板设置成位于垂直于天线轴线的平面内，它可以靠在核的远端面、 与印刷在核上的轨道面对面接触的在板的下侧的导电层部分。在板的外端 面的导电层部分可以为形成匹配网络部分的一个或多个分立部件(例如， 电容器和/或者电感器)提供连接区域，或者该导电层部分可以通过自身或 者与处于板的下侧的绝缘层相结合来构成匹配网络的部件。因此，馈电结构包括一定长度的同轴传输线和沿着由同轴线所限定的 轴线横向延伸的层叠板的结合。线的内导体可以定位在板内的通孔中，用 于连接到在板的一个面上的轨道，同时，屏蔽物连接到板的下侧或者直接 连接到核的远面的上面上的导体。传输线的特性阻抗典型为50欧姆。根据同轴线的长度和特性阻抗，匹配网络可以通过包括电抗性阻抗变 换来包括电抗补偿。特别地，匹配网络可以包括电容和/或电感，该电容和 /或电感可以实施成在板上的导电轨道或者实施成连接到板上的轨道的分 立部件。在公开的天线中，匹配网络包括分流电容，实施成导电层部分，并且 在板的相对侧互相形成一排。还公开了一种天线，其中电容器包括在板的 一个表面上的相互绝缘且相邻的导电层部分，例如交叉指型或者交叉指的 电容器。特别地，利用一个或多个通孔或者形成在板边沿的电镀的边沿连 接，电容器可以耦合在从同轴线的内导体开始的信号线到与屏蔽导体相关的轨道之间。例如，电感可以结合成板上的在到同轴线的内导体的连接和核的远面 的上面之上的导体之间的一定长度的导电轨道的形式的串联元件。通过这 种方式，匹配网络可以实现从由天线所代表的源阻抗或者负载阻抗(这典 型的小于5欧姆，并可以低至2欧姆)到当天线连接到所使用的射频设备时同轴线的远端所呈现的源阻抗或者负载阻抗(典型地具有50欧姆的终端)的变换。层叠板和同轴线的结合可以构成整体的馈电结构，该馈电结构在天线 的制造过程中作为一个单元可滑动地穿过天线核插入通道，并且馈电结构 从核的远面插入。板和核的远面的邻接可以用于在轴向方向定位馈电结 构。焊料浆被丝网印制，用于在板和核之间形成连接，并且围绕在核的近 面暴露的同轴线，使用焊料作业，以允许将馈电结构元件一次回流焊接到 在核的所有表面上的镀金属的导体元件。在层叠板和同轴线之间的机械连接可以通过在同轴线的屏蔽导体上的 一个或多个纵向延伸的接线端来实现，同轴线位于在将接线端可以焊接到 板上的导电层部分的板内的相应形成的凹槽或者孔内。接线端可以干涉配 合在孔内或者凹槽内，或者它们可以弯曲从而将板锁定到屏蔽物。可选地， 屏蔽物的远端可以是向外陷型的，从而靠着邻近通道的远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质负载的天线，用于在超过２００ＭＨｚ的频率操作，该天线包括：具有相对介电常数大于５的固体材料的电绝缘核，该核具有横向延伸的端表面和在所述端表面之间纵向延伸的侧表面；三维天线元件结构，该结构包括至少一对细长的导电天线元件，该细长的导电天线元件设置在核的侧表面上或者邻近核的侧表面设置，并且从一个端表面朝向另一个端表面延伸；馈电连接，该馈电连接包括分别耦合到所述成对的天线元件中的一个和另一个的第一和第二馈电连接导体；以及匹配部分，该匹配部分包括耦合在成对的天线元件的两端的分流电容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗保罗雷斯特恩，安德鲁罗伯特克里斯蒂，托马斯艾伦克卢佩尔，约翰J斯夸尔斯，
申请(专利权)人：萨恩特尔有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]