[发明专利]天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在超过200MHz的频率下工作的天线系统，并且 本发明具体但不专门涉及一种包括在用于接收圆偏振信号的介电芯的表 面上或邻近介电芯的表面具有螺旋形元件的天线的天线系统。

背景技术

美国专利No.7002530公开了一种圆柱形装载介电的天线，该圆柱形装 载介电的天线具有布置在介电芯的外圆柱形表面上的多个螺旋形元件。螺 旋件通过绕线芯远端的圆周布置的连结导体在介电芯的远端处相互连接。 在所述芯的近端处，螺旋形天线元件连接到一对导体，这对导体位于安装 到所述芯的近端的电路板上。电路板包括产生单端输出的分相电路。天线 元件在天线的近端处被馈送，此天线是“端射式”天线。

在许多移动电信应用中，由于高功率干涉源，共模式传导噪声干涉是 一个显著的问题。例如，在移动电话应用中，平面倒F天线(PIFA)在接 地平面上激发大电流。设计者通常想使板辐射并且将接地平面经常放在电 路板的顶层上的事实恶化了这种问题。因此，如果从作为放大器的输入的 单端输出提供接收信号，则放大器将放大天线安装在其内的器件的接地平 面上出现的共模噪声信号。因此共模噪声将使被放大的信号失真。

英国专利No.2292638，以申请人的名义公开了装载介电的螺旋形天线 的又一示例。该天线具有布置在介电芯的圆柱形表面上的多个螺旋形天线 元件。通过沿介电芯的轴线布置的馈电线(feeder)结构在介电芯的远端 处馈送螺旋形天线元件。因而，天线是“背射式”天线。该天线还具有导 电套筒，该导电套筒形成于介电芯的近端部上，并执行平衡-不平衡变换阻 波器(balun trap)的功能。该平衡-不平衡变换器将天线近端处的不平衡 信号转换成天线远端处的平衡信号。这种天线的主要优点是与其所安装的 结构具有良好的绝缘性，并改善了辐射图案。所述介电的芯的近端上的平 衡-不平衡转换阻波器使天线元件与传输线隔离，这防止共模噪声信号与放 大电路干涉。天线连接到诸如同轴电缆的短长度的被屏蔽的传输线。沿同 轴电缆的外套筒传导的共模噪声电流被平衡-不平衡转换阻波器节流，从而 防止它们在与天线近端的连接处进入同轴电缆。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有共模噪声抑制能力的可选天线系 统。

根据本发明的第一方面，用于在超过200MHz的频率下工作的天线系 统，包括天线、传输线和接收器级，且传输线将天线电连接到接收器级的 输入，并且天线具有：相对介电常数大于5的固体绝缘材料的天线芯，且 芯材料占据由所述芯外表面限定的体积的主要部分，和三维天线元件结 构，所述三维天线元件设置在所述芯的外表面上，或者邻近所述芯的外表 面设置；其中天线在介电芯的近端处由传输线馈送，接收器级包括放大器 和电磁辐射屏蔽物，且放大器位于屏蔽物内，而传输线包括电流扼流圈， 且电流扼流圈被布置成在天线的馈送连接处提供基本平衡条件。

通常，天线元件结构包括位于所述芯的外表面上的多个天线元件，所 述天线元件优选地为圆柱形。具体地，天线元件可以包括粘接到芯外表面 的例如通过沉积或通过蚀刻预先施加的金属涂层的金属导体轨迹。圆柱形 芯通常由具有轴向范围至少与圆柱形芯的外径一样大的固体材料制成。

出于物理和电稳定性的原因，所述芯的材料可以是陶瓷，例如，诸如 基于钛酸锆材料的微波陶瓷材料、钛酸镁钙、钛酸钡锆和钛酸钡钕，或者 它们的组合。优选的相对介电常数超过10，或者实际上是20，而使用基于 钛酸锆材料可得到的相对介电常数为36。在相比所述芯损耗，天线的Q更 多取决于天线元件的电阻的这方面来说，这种材料的介电损耗可忽略。

在本发明具体优选的实施例中，天线元件大致上为螺旋形，并且在轴 向方向上基本上同延(co-extensive)。每一个螺旋形元件经由位于芯的近 端表面上的多个径向元件在一个端部处连接到芯的近端处的馈送结构。螺 旋形元件的其它端部连接到朝向芯的远端的介电芯的外圆柱形表面上的 连结导体。径向元件电连接到传输线的导体。用这种方式，螺旋形元件和 连结导体形成至少一个环路。优选地，天线包括四个螺旋形元件，且每一 个天线元件连接到相应的径向元件。径向元件被布置成形成两对，且每一 对中的径向元件相互电连接。每一对连接到传输线的导体。