宽带圆极化的基于弯曲偶极子的天线制造技术

提供了用于提供基于地平面构造上方的多个弯曲偶极子元件的圆偏振天线拓扑的技术。在某些示例中，可以通过混合90°正交耦合器对基于莫克森的交叉辐射元件进行馈电。可以相对于标准弯曲偶极子构造以形成具有大约90°弯曲的领结结构来将辐射元件加宽和使其成锥形，以实现宽带操作。锥形的分支可以被分裂为两个子分支，并且弯曲角增大以进一步增大天线的带宽和增益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了用于提供基于地平面构造上方的多个弯曲偶极子元件的圆偏振天线拓扑的技术。在某些示例中，可以通过混合90°正交耦合器对基于莫克森的交叉辐射元件进行馈电。可以相对于标准弯曲偶极子构造以形成具有大约90°弯曲的领结结构来将辐射元件加宽和使其成锥形，以实现宽带操作。锥形的分支可以被分裂为两个子分支，并且弯曲角增大以进一步增大天线的带宽和增益。【专利说明】宽带圆极化的基于弯曲偶极子的天线
技术介绍
除非本文另外指出，否则该部分所描述的材料不是针对本申请的权利要求的现有技术，并且不因包括在该部分而被认为是现有技术。在高频(HF)、甚高频(VHF)和超高频(UHF)频带的空中的和地面平台上的现代通信应用对宽带的需要导致诸如高前向增益、低交叉极化、低背瓣辐射、大小紧凑和低成本这样的期望的天线特性。在UHF频带广泛使用的某些SATCOM天线包括例如打蛋器天线(eggbeater antenna),其包括稱接至混合正交稱合器的两个交叉的圆环天线。在射频识别(RFID)移动应用中，RFID读取器天线需要具有包括宽带操作、圆极化和从水平到顶点的大覆盖角这样的高性能。针对RFID频率(例如，900MHz范围)的系统，波长会近似于三分之一米至四分之一米，并且常规的天线在物理上过大而无法商用。在GPS应用中，天线需要在特定的频带(例如，LI和L2频带)具有精确的窄带性能。
技术实现思路
本公开总体描述了用于提供宽带圆极化的基于弯曲偶极子的天线的技术。根据某些示例性实施方式，提供了一种宽带、圆极化、基于弯曲偶极子的天线。该天线可以包括以下中的一方或者更多方:两个或更多个基于弯曲偶极子的辐射元件，其中，所述辐射元件具有锥形截面形状；针对该两个或更多个辐射元件的公共输入端；以及在距辐射元件大约等距离处的地平面。根据其它示例性实施方式，提供了一种通过基于弯曲偶极子的天线来提供宽带、圆极化的无线通信的方法。该方法可以包括以下中的一项或更多项:提供天线，该天线包括两个或更多个基于弯曲偶极子的辐射元件，其中，所述辐射元件具有以水平弯曲终止的锥形截面形状，以及在距辐射元件的大约等距离处的地平面。该方法还可以包括向针对所述两个或更多个辐射元件的公共输入端提供信号。根据其它示例性实施方式，提供了一种宽带、圆极化、基于弯曲偶极子的天线。该天线可以包括以下中的一方或更多方:两个基于弯曲偶极子的辐射元件，各个元件具有从馈电点向外变宽的锥形截面形状以及形成以水平弯曲终止的两个子分支的分裂部，其中，所述辐射元件具有形成领结结构的大致垂直的构造；针对该两个或更多个辐射元件公共输入端，以及在距所述辐射元件的尖端大约等距离处的地平面。以上概述仅仅是示例性的，并不意在进行任何限制。除了上述的示例性方面、实施方式和特征以外，其它的方面、实施方式和特征将通过参照附图和以下具体描述而变得明显。【专利附图】【附图说明】结合附图并根据以下描述和所附权利要求，本公开的以上特征和其他特征将变得充分明显。应理解的是，所描绘的这些附图仅仅是根据本公开的几种实施方式，因此不认为限制其范围，将利用附加的特征和细节并通过使用附图来描述本公开，在附图中:图1例示了在地平面上方的示例性类莫克森(Moxon)的弯曲偶极子天线；图2以三维视图例示了两种示例性的基于莫克森的领结天线；图3例示了领结天线的设计参数；图4例示了示例性的领结天线的辐射图；图5例示了分裂的领结天线的单个三角形天线臂的主要设计参数；图6例示了图5的单个三角形天线臂的某些参数，其可以被修改以优化各种天线特性；图7例示了在RFID频带中与标准天线相比较的示例性宽带圆极化的基于弯曲偶极子的天线的辐射图；以及图8例示了针对图7的示例性天线的模拟的回波损耗；全部根据本文所描述的至少某些实施方式进行设置。【具体实施方式】在以下具体描述中，参照形成了具体描述的一部分的附图进行描述。在以下附图中，除非上下文另外指出，否则相同的标号通常指示相同的组件。在具体描述、附图和权利要求中所描述的示例性实施方式不意在进行限制。在不脱离本文所提供的主题的精神和范围的情况下，可以使用其它实施方式，并且可以进行其它改变。容易理解的是，可以在多种不同的构造中布置、替代、组合、分离和设计如在本文所描述并且在附图中所例示的本公开的方面，所有这些在本文是明确地预期的。本公开总体地致力于(特别是)与宽带圆极化的基于倾斜地弯曲偶极的天线有关的装置、系统和/或设备。简言之，提供了用于提供基于地平面构造上方的多个倾斜地弯曲偶极子元件的圆偏振天线拓扑的技术。在某些示例中，可以通过混合90°正交耦合器对基于莫克森的交叉辐射元件进行馈电。可以相对于标准的弯曲偶极子构造来将辐射元件加宽和成锥形，形成大约90°弯曲的领结结构，以实现宽带操作。倾斜锥形的分支可以被分裂为以水平弯曲终止的两个子分支，并且弯曲角增大以进一步增大天线的带宽和增益。图1例示了根据本文描述的至少某些实施方式所设置的在地平面上方的示例性类莫克森的弯曲偶极子天线。偶极子天线是在天线工程中的一种基本辐射组件，并且可以利用中心馈电驱动元件，由简单的导线制成。平行定向并且彼此共线的两个导电元件可以形成偶极子天线。在两个导电元件之间在中心处施加到天线的交流电压被转换为无线电波并且由天线发射。偶极子天线是通常用于业余无线电通信中的例如多元件八木天线、打蛋器天线和莫克森天线这样的众多更复杂的天线的基本元件。莫克森天线包括在地面反射器106上方的弯曲偶极子104，其产生增强的辐射功率的前后比(front-back ratio)、在相对宽的频带上的匹配以及降低的升高度。莫克森天线可以被视为两个元件的八木天线。可以利用一个或更多个弯曲偶极子元件(例如，两个垂直的弯曲偶极子)来形成莫克森天线。如示图100所示，具有电压馈电器102的弯曲偶极子104可以具有两个臂，各个臂具有L+W的长度(各个臂的第一部分和第二部分的长度以大致垂直的方式弯曲)。因而，各个臂可以在距偶极子的中心L距离处朝地面反射器106弯曲。弯曲偶极子104的端点可以如示图100所示地距地面反射器106距离H。可以以差分输入从天线的中心向弯曲偶极子104进行馈电。由于圆极化减小了因接收/发送天线方向引起的信号损耗，所以它在例如RFID、全球定位服务(GPS)和其他卫星通信中是期望的。在基于弯曲偶极子的系统中，通过将两个弯曲偶极子天线彼此大致垂直地设置，一个在x-z平面，另一个在y-ζ平面，并且通过混合正交耦合器对它们进行馈电，可以简单地得到右旋圆极化(RHCP)。图2以三维视图例示了根据本文描述的至少某些实施方式所设置的两种示例性的基于莫克森的领结天线结构。针对宽带操作，根据实施方式的天线的辐射元件可以成锥形，导致“领结”天线。领结天线由于元件的锥形加宽而具有比具有薄元件的偶极子天线宽的阻抗带宽。通过选择用于领结天线的辐射元件的合适的长度、高度和锥形参数以及元件的数目，可以在例如VHF、UHF或GPS频率范围这样的所选择的频率附近对宽带宽进行优化。例如，具有针对200-400MHZ范围优化的相对高的增益的宽带圆极化SATCOM天线可以具有以下尺寸:水平臂的长度(L):大约60mm，垂直臂的长度(W):大约82mm，与地平面的距离(H):大约120mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带圆极化的基于弯曲偶极子的天线，所述天线包括：两个或更多个基于弯曲偶极子的辐射元件，其中，所述辐射元件具有锥形截面形状；针对该两个或更多个辐射元件的公共输入端；以及在距所述辐射元件大约等距离处的地平面。

【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：E·妮维雅，O·曼组拉，
申请(专利权)人：新泽西理工学院，
类型：发明
国别省市：美国;US