天线元件及天线元件的阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种用在超宽带网络中的天线元件，该天线元件包括：辐射元件，用于响应于在馈电点接收到的信号在频率范围内辐射信号；以及频率整形设备，靠近辐射元件的馈电点，用作辐射元件的宽带设备。多个天线元件可形成天线阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种天线元件，更具体地，涉及一种在使信号强度最大并减少干扰的超宽带网络中使用的天线元件。
技术介绍
超宽带(ultra-wideband)是在非常宽的频率范围(3. 1至10. 6GHz)内传输数字 数据的无线电技术。通过在大带宽上散布RF能量，所传输的信号实际上不能被传统的频率 选择RF技术检测到。然而，低传输功率将通信距离限制为通常小于10至15米。对于UWB存在两种方法时域方法，其根据具有UWB性能的脉冲波形构建信号； 以及频域调制方法，在多(频)带上使用传统的基于FFT的正交频分复用(OFDM)，称为 MB-0FDM。UWB方法导致覆盖频谱内的非常宽带宽的频谱成分，因此称为术语超宽带，从而带 宽占用百分之二十以上的中心频率，通常为至少500MHz。超宽带的这些性能(与非常宽带宽结合)意味着UWB为用于在家庭或办公室环境 中提供高速无线通信的理想技术，从而正在通信的设备在另一设备的10-15m的范围内。图1示出了用于超宽带通信的多带正交频分复用(MB-OFDM)系统中的频带布置。 MB-OFDM系统包括每个均为528MHz的14个子带，并且在子带之间使用每312. 5ns的跳频作 为接入方法。在每个子带内，采用OFDM和QPSK或DCM编码来传输数据。注意，5GHz周围的 子带(目前为5. 1-5. 8GHz)被保留为空值，以避免与现有窄带系统(例如，802. IlaWLAN系 统，安全机构通信系统或航空工业)的干扰。14个子带被组织成五个带组，四个带组具有三个528MHz的子带，一个带组具有两 个528MHz的子带。如图1所示，第一带组包括子带1、子带2和子带3。典型UWB系统将在 带组的子带之间采用跳频，使得第一数据符号在带组的第一频率子带内在第一 312. 5ns持 续时间间隔内被传输，第二数据符号在带组的第二频率子带内在第二 312. 5ns持续时间间 隔内被传输，以及第三数据符号在带组的第三频率子带内在第三312. 5ns持续时间内被传 输。从而，在每个时间间隔期间，数据符号在具有528MHz带宽的各自子带内被传输，例如， 具有以3960MHz为中心的528MHz基带信号的子带2。超带宽的技术性能意味着其被部署用于数据通信领域内的应用。例如，存在集中 于以下环境中的电缆替换的多种应用-PC和外围设备(即，诸如硬盘驱动器、CD刻录器、打印机、扫描仪等的外部设备) 之间的通信。_家庭娱乐设备，诸如电视和通过无线设备、无线扬声器等连接的设备。-手持设备和PC之间的通信，例如移动电话和PDA、数字相机和MP3播放器等。用在超带宽系统中的天线布置通常是全向的，这意味着无线信号将从有源辐射元 件向所有方向发射，并且许多全向性天线被设计成支持在3. 1到10. 6GHz的整个UWB带宽 上的操作。这使得来自特定环境(例如，住宅)中的一个设备的数据传送与来自另一设备的数据传送相互干扰。因此，在这种高速通信网络中需要方向性。在目标在于非常高数据率应用的未来系统中，在使用许多较高增益元件方面有许 多优点，其中每个元件均覆盖指定的角度区域(angular sector) 0尽管可以使用可提供超 带宽网络所需要的宽带宽的行波元件，但这种元件的阵列相对较大。天线也可以包括扼流元件，其被设置成例如由于地平面使天线的操作与不利的衍 射效果相隔离。这种扼流元件用于抑制沿金属结构流动的电流。因此，本专利技术的目的在于提供天线元件以及用在超带宽系统中的天线布置，其克 服了上述传统布置的问题。
技术实现思路
专利技术人已经发现，通过以与辐射元件有关的特定方式配置频率整形设备，频率整 形设备可以对由辐射元件发射的信号起到宽带效应(broad-banding effect)的作用，而不 是阻止该信号。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于超宽带网络的天线元件，该天线元件包括 辐射元件，用于响应于在馈电点接收的信号在频率范围内辐射信号；以及频率整形设备， 定位在辐射元件的馈电点附近，频率整形设备被配置为具有用作辐射元件的宽带设备的轮廓。优选地，该频率整形设备包括位于馈电点附近的多个单独的频率整形部。优选地，多个单独的频率整形部包括同心配置的表面。优选地，多个同心配置的表面具有各自的高度，沿垂直于天线元件的底板的方向 测量同心配置的表面的高度。优选地，多个同心配置的表面具有不同的高度。优选地，辐射元件包括全向单极(monopole)。优选地，天线元件还包括反射部件，其相对于辐射元件进行定位，使得由辐射元件 辐射的RF信号在指定方向上被反射。优选地，反射部件包括寄生元件。优选地，寄生元件是单极的形式。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于超宽带网络的天线阵列，该天线阵列包 括多个天线元件，每个天线元件如上所述。优选地，多个天线元件被配置成每个元件都用于各自的角度区域。优选地，多个天线元件以环形进行配置。优选地，天线阵列还包括开关，其连接至多个天线元件中的每一个，用于将在输入 端接收的信号提供给所选的多个天线元件中的一个或多个。优选地，开关的操作通过在开关的控制输入端接收的控制信号来控制。优选地，天线阵列还包括天线罩，其被定位为围绕多个天线元件的每一个。出于安 全和/或美观方面的原因，可以设置该天线罩。附图说明通过仅参照以下附图的实例来描述本专利技术，其中图1示出了用于超带宽通信的多带正交频分复用(MB-0FDM)系统中的频带的布 置；图2示出了根据本专利技术的具有频率整形设备的天线元件的截面图；图3示出了根据本专利技术的可选频率整形设备；图4是根据本专利技术的天线布置的框图；图5是根据本专利技术第一实施例的天线布置的透视图；图6是根据本专利技术又一实施例的天线布置的透视图；图7是根据本专利技术又一实施例的天线布置的透视图；以及图8是根据本专利技术又一实施例的天线布置的透视图。具体实施例方式尽管在下文中进一步针对超带宽网络中的使用来描述本专利技术，但应该理解，本发 明可以适用于其他类型的无线通信网络。图2示出了根据本专利技术的天线元件2的截面图。元件2包括全向单极形式的辐射 元件4，其被设置成基本垂直于底板6。天线元件2还包括频率整形设备8，其被设置成“适应”来自DC供给线的辐射元 件4的馈线中的交流电。频率整形设备8形成有预定轮廓，使得频率整形设备8影响大频 率范围内从辐射元件4辐射的场(field)。因此，频率整形设备8用作辐射元件4的宽带 设备(broad-banding device)，其提供大带宽范围内(尤其是用于超宽带网络的带宽范围 内)的良好回程损耗特性。在优选实施例中，频率整形设备8包括多个频率整形部8a、8b、8c、8d和8e，频率 整形部8a、8b、8c、8d和8e有效地形成各自布置在辐射元件4的馈电点周围的表面。多个 频率整形部8a、8b、8c、8d和8e优选地包括同心表面，并且具有距离底板6的不同高度。多 个频率整形部8a、8b、8c、8d和8e可以是单独的部分或整体设备。例如，当形成为整体设备 时，可使用独立的同心槽来形成多个频率整形部8a、8b、8c、8d和8e，其中，相邻槽相交的部 分具有不同的厚度。可选地，整体部分可形成为使得从频率整形设备的一个部分向下一部 分看去高度成阶梯变化。应该理解，频率整形设备的整形部数量可少于或多于图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在超宽带网络中的天线元件，所述天线元件包括：辐射元件，用于响应于在馈电点接收到的信号在频率范围内辐射信号；频率整形设备，定位在所述辐射元件的所述馈电点附近，所述频率整形设备被配置为具有用作所述辐射元件的宽带设备的轮廓。

【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：迪安肯普，迈克尔菲利普帕基斯，尼尔威廉斯，
申请(专利权)人：ITI苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]