本發(fā)明涉及一種具有凹面反射器的電信天線，該凹面反射器擁有例如至少一個拋物面部分的形狀。這些天線(特別是微波天線)通常被使用在移動通信網(wǎng)絡(luò)中。這些天線等同良好地操作在與RF波傳播的兩個相反方向相對應(yīng)的發(fā)射器模式或接收器模式中。

背景技術(shù)：

這一章節(jié)介紹了可以有助于促進本發(fā)明的更好理解的方面。因此，這一章節(jié)的陳述將從這個角度被閱讀并且將不被理解為關(guān)于什么在現(xiàn)有技術(shù)中或什么不在現(xiàn)有技術(shù)中的承認。

天線有時可以與天線罩相關(guān)聯(lián)，天線罩是保護天線的結(jié)構(gòu)性防風(fēng)雨的外殼。天線罩由最低限度地衰減天線所發(fā)射或接收的電磁信號的材料來構(gòu)造。天線罩展現(xiàn)出從外部封閉由反射器(和護罩，如果有的話)所定義的空間的不可滲透的保護性表面。這一天線罩能夠是柔性的或剛性的、平坦的或不平坦的、并且是無論什么形狀的任何形狀。作為現(xiàn)今最常用的種類，圓形剛性天線罩提供了對外部氣候條件(諸如，雨、風(fēng)或雪)的良好抵御的優(yōu)點。

在實踐中，微波天線對制造瑕疵、鉚釘?shù)拇嬖?、零件的加工公差非常敏感，它們與天線罩行為(特別是天線罩的厚度或形狀在尺寸公差之外)一起可以全部貢獻于導(dǎo)致擾動的輻射圖案的瑕疵，特別是在具有旁瓣電平增大的-40°至+40°角區(qū)域中。有時，政府或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定團體(例如，聯(lián)邦通信委員會FCC)發(fā)布微波天線必須滿足的最低標(biāo)準(zhǔn)。存在上文提到的制造瑕疵將性能包絡(luò)推動超出所設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的情況。

一種改進天線性能的解決方案是提高制造公差或重新設(shè)計天線。然而，這兩種解決方案是昂貴的。

尋求一種替換的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過一種呈現(xiàn)有定義反射中心軸z-z的凹面反射器的天線來實現(xiàn)，該天線包括：

-天線罩，被適配用于安裝在所述凹面反射器上，

-吸收設(shè)備，被適配用于吸收電磁波，

其中作為與吸收設(shè)備的最大平坦表面垂直的軸的吸收設(shè)備的中心軸y-y沿著所述反射中心軸z-z基本上被對齊。

鑒于前述，本文的實施例提供了一種天線罩，該天線罩被適配用于安裝在呈現(xiàn)有定義反射中心軸z-z的凹面反射器的天線上，該天線罩包括沿著所述中心軸z-z被定位并且被適配用于吸收電磁波的設(shè)備。

這種方式在解決滿足FCC掩模指導(dǎo)原則的問題時減小了旁瓣。

它允許主天線設(shè)計和已有的加工公差被保持，同時改進了ETSI或FCC規(guī)章要求的性能。

其他實施例還包括一種天線，其中反射中心軸z-z在與所述表面正交的方向y-y上穿過吸收設(shè)備的最大表面的幾何中心。

其他實施例還包括一種天線，其中吸收設(shè)備被裝配在天線罩上。

根據(jù)第一方面，吸收設(shè)備被裝配到天線罩的面向主反射器的內(nèi)側(cè)。

根據(jù)第二方面，吸收設(shè)備被裝配到天線罩的面向外部的外側(cè)。

根據(jù)第三方面，吸收設(shè)備被懸掛在天線罩和主反射器所定義的體積內(nèi)。

其他實施例還包括一種天線，其中設(shè)備具有1.5至2.5的長度與寬度比率，優(yōu)選地基本上等于2，其中所述長度和寬度在與反射中心軸z-z垂直的平面中延伸。

其他實施例還包括一種天線，其中吸收設(shè)備呈現(xiàn)出被包括在3-10毫米之間的沿著z-z方向的厚度。

其他實施例還包括一種天線，其中吸收設(shè)備呈現(xiàn)出被包括在天線罩的直徑的1/4與1/6之間的長度，優(yōu)選地基本上等于天線罩的直徑的1/5。

其他實施例還包括一種天線，其中吸收設(shè)備呈現(xiàn)出被包括在天線罩的表面積的1/60與1/100之間的沿著與反射中心軸z-z正交的表面的表面積，優(yōu)選地基本上等于天線罩的表面積的1/80。

其他實施例還包括一種天線，其中吸收設(shè)備由均勻浸漬有碳原子的聚氨酯泡沫體構(gòu)成。

對本發(fā)明的目的的另外的解決方案由一種制造天線的方法所給出，該天線呈現(xiàn)有定義反射中心軸z-z的凹面反射器、并且包括被適配用于安裝在所述凹面反射器上、被適配為裝配到天線的天線罩，所述方法包括步驟：

-提供天線罩；

-將吸收設(shè)備裝配到所述天線罩，以使得作為與吸收設(shè)備的最大平坦表面垂直的軸的吸收設(shè)備的中心軸y-y沿著所述反射中心軸z-z基本上被對齊。

根據(jù)第一實施例，所述吸收設(shè)備被裝配到天線罩的面向主反射器的內(nèi)側(cè)。

根據(jù)第二實施例，所述吸收設(shè)備被裝配到天線罩的面向外部的外側(cè)。

根據(jù)第三實施例，所述吸收設(shè)備被裝配到天線罩以便被懸掛在天線罩和主反射器所定義的體積內(nèi)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合以下描述和附圖來考慮時，本文的實施例的這些和其他方面將更好地被領(lǐng)會和理解。

參考附圖，從以下詳細描述將更好地理解本文的實施例，在附圖中：

圖1圖示了示例性現(xiàn)有技術(shù)天線的透視圖。

圖2圖示了被配備有天線罩的圖1的天線的透視圖。

圖3圖示了根據(jù)圖1和圖2的天線的頻率響應(yīng)圖。

圖4圖示了根據(jù)實施例的天線的剖視透視圖。

圖5A-圖5D圖示了根據(jù)實施例的吸收設(shè)備的非限制性實施例。

圖6圖示了被配備有吸收設(shè)備的天線的頻率響應(yīng)圖。

將注意到附圖沒有按比例繪制。

具體實施方式

參考非限制性實施例更完全地解釋本文的實施例以及它們的各種特征和優(yōu)點細節(jié)，這些非限制性實施例被圖示在附圖中并且在以下描述中被詳述。公知組件和處理技術(shù)的描述被省略以便不會不必要地使本文的實施例變得模糊。本文使用的示例僅意圖為促進理解本文的實施例可以被實行的方式，并且進一步使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵭斜疚牡膶嵤├Ｒ虼?，這些示例不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本文實施例的范圍。

圖1圖示了背射饋電天線1，其包括定義反射中心軸z-z的拋物面碟形主反射器10、沿著反射中心軸z-z延伸的圓形波導(dǎo)12、以及沿著軸z-z被定位在波導(dǎo)12的自由末端處的背射饋電部19。背射饋電部19有時也被稱為自支持饋電部。

背射饋電部19包括以位于主反射器10的聚焦區(qū)處的副反射器終止的介質(zhì)塊。

主反射器10和圓形波導(dǎo)12由導(dǎo)電材料構(gòu)造，例如金屬元素或合金，例如鋁。

背射饋電部19具有反射去往主反射器10和來自主反射器10的入射波的功能，并且如此可以由金屬材料制成或涂覆有金屬涂料。

在圖2處，圖1的天線1被示出具有天線罩20，天線罩20沿著主反射器10的圓周邊緣以覆蓋并保護主反射器10的方式被附接。圓周屏蔽件14可以耦合在天線罩20與主反射器10的外圍之間，來為主反射器10與天線罩20之間所定義的體積內(nèi)的饋電部19的延伸提供空間。

天線罩20能夠由允許在適當(dāng)時獲得平坦、彎曲或漸縮形狀的剛性或柔性材料制成。各種材料可以用于構(gòu)造天線罩20，諸如可以被注入或熱成型的聚合物(ABS、PS、PVC、PP)。這樣的材料被選取以將所發(fā)射和所接收的信號的衰減保持為最低。天線罩20可以例如由多層的材料形成。

天線罩厚度被計算為對入射波最透明，并且如此半波長厚度或一個波長厚度被推薦，但是一個波長的厚度是更可取的，因為對于現(xiàn)場部署在機械上更堅固。

圖3圖示了在小的制造瑕疵存在于天線1中的情況下，從被調(diào)諧為在位于大約71GHz處的E頻帶中工作的天線1的固定點來看的垂直極化中的輻射圖案R的強度(以dB為單位)相對于角方向D(以度°為單位)的繪制圖。

由曲線33圖示的輻射圖案表示不具有配備的天線罩20的天線1，并且由曲線35圖示的輻射圖案是針對配備有天線罩20的相同天線1。包絡(luò)31表示由規(guī)章FCC的部分101.115和ETSI 302.217.4.2v1.5.1類別3針對E頻帶天線所施加的輻射響應(yīng)限制。

從這一繪制圖來看明顯的是，配備有天線罩的天線1中的瑕疵通過增大10至60度區(qū)域中的旁瓣而破壞輻射圖案。然而，它改進了對于ETSI模板一般也是重要的60-90度區(qū)域中的圖案。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，天線1可以被配備有吸收設(shè)備50并且在圖4處被圖示。吸收設(shè)備50將修改、吸收或控制不想要的微波輻射信號。讓我們將吸收設(shè)備50的中心軸y-y定義為與吸收設(shè)備50的最大平坦表面(也稱為面)垂直并且穿過所述表面的幾何中心的軸。

為了實現(xiàn)減少旁瓣中的最好結(jié)果，吸收設(shè)備50的中心軸y-y應(yīng)當(dāng)沿著天線1的反射中心軸z-z基本上被對齊。接受大約2mm的對齊公差，以避免創(chuàng)建輻射圖案R中的不對稱。

然而，吸收設(shè)備50可以被固定到天線罩20的面向外部的外側(cè)、天線罩20的面向主反射器10的內(nèi)側(cè)、或者事實上甚至懸掛在天線罩20和主反射器10所定義的體積內(nèi)。

吸收設(shè)備50可以由針對操作波長的波吸收材料來構(gòu)造，諸如均勻浸漬有碳原子的聚氨酯泡沫體。碳原子的濃度將足夠提供大于15dB的入射波衰減。

實驗顯示了吸收設(shè)備50的形狀當(dāng)它在與中心軸y-y正交的平面中被拉長時是最佳的。

圖5A至5D圖示了優(yōu)選的形狀。特別地：

-圖5A圖示了與中心軸y-y正交的平面中的鉆石形狀；

-圖5B圖示了與中心軸y-y正交的平面中的卵形形狀；

-圖5C圖示了與中心軸y-y正交的平面中的拉伸的六邊形形狀；

-圖5D圖示了與中心軸y-y正交的平面中的橢圓形狀；

原型迭代、仿真和實驗顯示了：

-沿著吸收設(shè)備50的y-y方向的厚度t將大于入射波的波長，并且優(yōu)選地在3與10mm之間。

-長度L與高度H的比率(比率L/H)將被包括在1.5至2.5的范圍中，優(yōu)選地基本上等于2；

-長度L將被包括在天線罩20的直徑的尺寸的1/4至1/5的范圍中，優(yōu)選地，L基本上等于天線罩20的直徑的1/5；

-吸收設(shè)備50的總表面積S將被包括在天線罩20的總表面積的1/60至1/100的范圍中，優(yōu)選地基本上等于天線罩20表面的總表面積的1/80。

天線罩20的直徑被定義為是從天線罩10的圓周邊緣經(jīng)過中心軸z-z到另一邊緣的距離。

上述尺寸是指導(dǎo)原則，因為確切尺寸應(yīng)當(dāng)通過仿真被優(yōu)化以獲得所期望的ETSI和FCC無線電性能而無需折中增益。

在吸收設(shè)備50的另一優(yōu)選變型中，吸收設(shè)備50的邊緣更可取地成斜角或漸縮，從而我們能夠得到與周圍空氣的平滑過渡。

圖6圖示了在配備有吸收設(shè)備50時，從被調(diào)諧為在71GHz頻帶中進行發(fā)射的天線1的固定點來看的輻射圖案R的強度(以dB為單位)相對于角方向D(以度°為單位)的繪制圖。

由曲線33圖示的輻射圖案表示不具有配備的天線罩20的天線1，并且由曲線35圖示的輻射圖案表示配備有天線罩20的天線1。包絡(luò)31表示FCC標(biāo)準(zhǔn)針對具有1英尺(31cm)直徑的71GHz天線的輻射響應(yīng)。響應(yīng)曲線61表示配備有天線罩20和根據(jù)圖5A至圖5D的變型的吸收件50的天線1的角響應(yīng)。

注意曲線31和33與圖3的曲線31和33相同。

曲線61的性能響應(yīng)對于整體操作包絡(luò)是可接受的。