專利名稱：多頻微帶天線和包括所述天線的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及微帶天線。上述類型的天線包括一通常通過腐蝕一金屬層而得到的一片(patch)。這就是公知的微帶片天線。
微帶技術是一種用來制造信號傳輸線和用來制做構成在這種線和輻射波之間耦合的天線的平面技術。它使用在一簿的介電基底的上表面上所形成的導電片和/或帶，該薄的介電基底是將它們與該基底的下表面的一導電接地面分隔開來的。上述類型的片通常要比上述類型的帶要寬并且它的形狀和尺寸構成該天線的重要特征。該基底通常是一恒定厚度的矩形平面層。但是，這并不是必需的方式。具體地說，該基底的厚度的指數變化使上述類型天線的帶寬度寬并且該層形狀可以不是矩形形狀。該電場線通過在該片或帶和接地層之間的基底而被延伸。上述技術不同于其它各種技術，其還在一簿的基底上使用了傳導元件，即在一天線必須包括有能與輻射波相耦合的一縫隙的情況中，在該帶線技術中一帶被限制在底部地層和頂部地層之間，在一天線通常必須打開一較寬的開口以促進同該輻射波相耦合例如形成一諧振結構的情況中，在開槽線技術中該電場在該基底的頂部表面上所形成的并由一縫隙相互分隔的一傳導層的二部分之間被建立，和在共面線技術中，該電場在該基底的頂部表面上被建立并且對稱地在一中央傳導帶和由各自縫隙所分隔的該帶的各自相對邊上的二個傳導區域之間。在一天線的該情況中，該帶通常與一較寬片相連接以形成一提供與該輻射波相耦合的諧振結構。
有關這些天線的制造，下面將間或予以說明并且為了簡明起見僅限于與發射機相連的一發射天線的情況。盡管如此，還是應當理解該方案的描述也同樣適用于與接收機相連的接收天線。為了相同的簡明目的，假定該基底是以一水平層的形式出現。
概括地說，在根據微帶技術可實現的二種諧振結構的基本類型之間可存在差別。第一種類型可稱之為“半波”結構。該天線則是“半波”或“電”天線。假定該片的尺寸構成一長度并且沿縱向方向延伸，該長度基本上等于在由地平面、基底和該片所組成的該線中沿所述方向傳播的電磁波的波長的一半。在該長度的終端出現與該輻射波相耦合，在區域的端部位于該基底中的電場的幅值(amplitude)為最大的區域。
可利用相同技術被實現的第二種類型諧振結構可稱之為“四分之一波”結構。該天線則是“四分之一波”或“磁”天線。該天線與半波天線的不同之處首先在于它的片具有的長度基本上等于該波長的四分之一，具有如上所確定的片的長度和波長，其次是在地平面和該片之間的該長度的一端存在有一強烈的短路(hard short circuit)從而使得通過一由該短路所確定的電場的節點施加一個四分之一波型諧振。在該長度的另一端出現與輻射波的耦合，該端部位于通過該基底的電場的幅值為最大的區域。
實際上在這些天線中可以出現各種類型的諧振。詳細地說它們取決于該片的構形，包括縫隙(slot)、也可以是輻射縫隙，任何短路和反映短路的電模式的存在和位置，盡管后者不可能總是被認為是等效于、即使近似等效于理想的零阻抗短路，和在這些天線中所包括的用來將它們的諧振結構耦合到諸如一發射機之類的信號處理單元的耦合裝置，和這種裝置的位置。
對于一個給定的天線配置可以有多于一個諧振模式以便使該天線能夠用于相應于多個諧振模式的多個頻率。
通常上述類型的天線不僅借助于包括在該天線內的耦合裝置而且還借助于延伸到該天線外部并將該耦合裝置與信號處理單元相連的一連接線與諸如一發射機之類的信號處理單元相連。考慮到包括有信號處理單元、連接線、耦合裝置和諧振結構的總的功能系統，必須具備該連接裝置和連接線使得該系統具有在它的整個范圍內的均勻的阻抗，避免了影響良好耦合的雜散反射(spurious reflection)。
在具有一諧振結構的發射天線的情況中，該耦合裝置、連接線和天線的各個功能如下所述該連接線的功能是向該天線端傳送來自發射機的無線電頻率或微波頻率信號。沿上述類型線所有信號以行波的方式而傳送不會使它的特征有明顯的變化，至少理論上是如此。該耦合裝置的功能是將由該連接線所提供的信號轉換為可激勵該天線的諧振的形式，即攜帶該信號的行波的能量必須傳遞(transfer)在該天線上所建立的具有由該天線所確定的特征的駐波。關于該天線，它將來自駐波的能量變換成輻射到空中的波。由該發射機提供的信號因此第一次從一行波形式變換為一駐波形式并且隨后從駐波形式變換成一輻射波形式。在該接收天線的情況中，該信號在該相同單元獲得相同的形式但是該轉換是以相反的方向和顛倒的順序來執行的。
該連接線可以以非平面技術實現，例如以同軸線的形式來實現。
平面技術天線被用于各種類型設備中。這些設備包括移動電話、用于移動電話的基站、汽車、飛機和導彈。在一移動電話的情況中，該天線裝置的底部地層的連續特性意味著易于限制由該裝置的用戶的身體所遮擋的輻射波功率(power)。在汽車的情況中，和在其外表面是一金屬表面以及具有彎曲輪廓以減小阻力的飛機或導彈的情況中，該天線可以符合這種輪廓從而不會產生任何所不希望的附加阻力。
歐洲專利申請EP0749176描述了一種微帶天線包括一個平面介質基底；在所述基底的下部表面上構成一接地平面的一個導體；在該基底的上部表面上的三個導電區域，每一區域具有一個賦予該天線一雙C或三個分技燭臺形狀的延伸形狀；所有該導電區域公用的一個天線耦合裝置。
在該燭臺的中部區域有一由一系列短路固定到該接地平面上的電場節點，該一系列短路均沿這個區域的對稱軸而配置。
該導電區域由相對地寬的縫隙(對于3.3cm波長來說為0.7cm寬)相互分隔開來，這樣對于一給定波長這樣類型天線要比現有技術天線小。但是，在多于一個頻率的情況下這種天線不能正常地工作，例如這種天線在多頻帶移動電話中不能正常工作。
本發明更具體地涉及上述類型天線必須具有如下的特性的情況它必須是一個多頻天線，即它必須能以多于一個的工作頻率有效地發送和/或接收，它必須能夠在所有工作頻率的情況下通過一個信號連接線連接到一個信號處理單元，和為了實現這些功能它不必使用頻率多路調制器或信號分離器。
各種現有技術微帶天線具有上述特性。現在予以討論如下第一種現有技術天線在專利文獻US-A-4766440(Gegan)中被披露。該天線的片10具有在該片內的一整個地連續的被彎曲的U形縫隙。該縫隙輻射和產生一個該天線的附加的諧振模式。通過對它們形狀和尺寸的適當的選擇，它提供所需該諧振模式的所希望的頻率值，有可能將交叉的線極化模式相結合以發射一個圓極化波。一個饋電線由一個耦合裝置端接，它為根據上述的微帶技術實現的線，而它還可以被認為是共面線，因為該微帶是在該片的平面內并且貫穿在該片中的二個開口之間。該裝置具有用于將它與在用作操作頻率的各種諧振頻率由該線所呈現的各種輸入阻抗匹配的阻抗轉換裝置。
這個第一現有技術天線具有如下的缺陷該天線是一個半波天線，如果需要該天線小型化則它的縱向尺寸可能是一個問題。
需要提供阻抗轉換裝置而使制造復雜化。
難以將該諧振頻率精確地調整到所需值。
在專利文獻US-A-4692769(Gegan)中披露了第二現有技術天線。它的片具有一個沿該片的內側的一直線段或一環弧形的縫隙。該縫隙產生一個附加的諧振模式。該環孤形縫隙的終端被擴大以對于各種工作頻率向該天線輸入阻抗給予相同值。該第二已有技術天線具有如下缺陷上述缺陷涉及的是一個半波天線。
在該天線的二個諧振頻率所發射的波的極化必須是交叉極化，這就使得使用該天線的某些電信系統的制造復雜化。
在專利文獻US-A-4771291(LO等)中披露了第三現有技術天線。它的片包括在該片內沿各個直線段的縫隙。這些縫隙減小了兩個操作頻率之間的差別。被定位的短路還減小了這種差別。它們由通過該基底的導體所提供。
第三已有技術天線具有如下的缺陷上述缺陷涉及它是一個半波天線。
定位短路的插入使該天線的制造復雜化。
該天線的饋送同樣通過一同軸線。
詳細的說本發明具有如下的目的為了限制一個多頻天線的尺寸，為了能夠容易和精確的調整該天線的工作頻率，和為了能夠使用一個其阻抗可被容易地調諧到多于一個工作頻率的單個耦合裝置。
鑒于上述目的，根據本發明的一個多頻微帶天線包括一個平面介質基底；一個在所述基底的底部表面上構成一個接地平面的導體；在該基底的頂部表面上的多個導電區域，每一區域具有一個將一燭臺形狀賦予該天線的延伸形狀；所有導電區域共用的一個天線耦合裝置；并且其特征在于所述導電區域由其寬度遠小于天線的工作波長的縫隙相互分隔；還在于所述導電區域被充分地相互分離(decouple)以能夠分別在由所述區域形成的各個面積中產生各種諧振，所述諧振是至少接近于四分之一波長類型；還在于每一個所述區域具有由至少一個短路固定到接地平面的電場節點并且所述短路是在該燭臺的基面附近。
本發明的各個方面將通過下面的說明書及附圖予以說明。如果在多張圖中示出了相同項則它由相同的數字和/或字符來指明。
圖1是包括有根據本發明的第一天線的一個通信裝置的透視圖。
圖2是圖1的天線的一個頂視圖。
圖3是該相同天線的前視圖。
圖4示出了根據以MHz表示的頻率，以分貝表示的該相同天線的輸入端處的反射系數的變化。
圖5是根據本發明的第二天線的頂視圖。
根據本發明的第一天線首先具有由以下組成部分組成的一個諧振結構
一個介質基底2，具有在該天線所規定的方向上延伸的二個相對的主表面并且構成水平方向DL和DT，這些方向可能依該相關天線所涉及的面積而定。前面所述的該基底可具有不同的形狀。它的二個主表面分別是底部表面S1和頂部表面S2。另一個方向也在該天線中確定。它與每一水平方向形成一個角度并且構成一垂直方向DV。該角度通常為一直角。但是，該垂直方向還可與水平方向是一不同的角度并且可依該相關天線的面積而定。該基底具有幾個側表面，如表面S3，它們的每一個都將底部表面的一邊連接到該頂部表面的一相應邊并且包含該垂直方向。
底部導電層在該底部表面延伸并且構成一天線接地4。
頂部導電層在該接地4上面的頂部表面的一個區域上延伸而構成片6。該片具有一特定于該天線的構形。它還在構成一縱向方向DL和一橫向方向DT的二個所述水平方向中分別具有一長度和一寬度，該橫向方向與側表面S3相平行。雖然長度和寬度的詞通常用于矩形對象的二個相互垂直的尺寸，但必須了解的是片6可脫離這種類型的形狀而不違背本發明的范圍。詳細地說，方向DL和DT可以處于除90°之外的其它一個角度，該片的各邊不必是直線并且它的長度可以小于它的寬度。一邊是在頂部表面S2和側表面S3的相交處。它因而在橫向方向DT而延伸。它構成了一后緣10并且確定了朝向該后緣的在縱向方向DL上的一路線DB和朝向該前面的相反路線DF。該片6的構形在該片內形成了至少一個縫隙F1。這個縫隙產生在該天線的一諧振組中的至少一個附加的諧振。該組包括分別相應于天線的多個工作模式和多個工作頻率的多個諧振。它還可包括不使用的諧振。
最后，一短路C2將該片6電連接到接地4。該短路是在側表面S3上所構成，它是一典型的平面并且隨后構成一短路平面。它產生一至少接近于四分之一波型的天線諧振。
該天線進一步包括一個耦合線形式的耦合裝置。該裝置包括在一內部連接點18處與該片6相連的二部分C1和C3所構成的主導體。它還包括一與主導體相配合的合成接地導體并且在下面將予以說明。將該天線的諧振結構連接到一信號處理單元8的一連接系統的全部或部分構成，例如在發射天線的情況下從該單元激勵一個或多個天線諧振。除了這個裝置之外，該連接系統通常還包括天線外部的連接線C4、C5并且還包括二個導體。在這條線的一天線端處，二個導體被連接到是該耦合裝置的部分的各自連接導體上并且可考慮形成該天線的二端。在這條線的另一端處，它的二個導體被分別連接到該信號處理單元的二端。該線可以是同軸型線、微帶型線或共面型線。如果該相關天線是接收天線，則相同系統將由該天線所接收的信號發射到信號處理單元。該系統的各種部件具有前面所規定的功能。
該信號處理單元適于工作在構成該天線的工作頻率的諧振頻率上。它可以是一合成單元，在這種情況下它包括總是調諧到每一工作頻率的部件。它等同于可以包括一可調諧部件。
在一通信裝置中所包括的本發明的目的在于一個包括根據本發明的天線的通信裝置和由一上述類型的連接系統連接到該天線的上述類型的一個信號處理單元。
該例子的天線是一雙頻天線，也就是它必須引起至少二個諧振使得它可以工作在相應于二個工作頻率的二種模式。為此目的，在該片6上形成一朝前并朝向該片的外部的縫隙。它構成一縱向分離縫隙F1。這個縫隙的縱向延伸規定了在該片中的前面區域Z2、Z1、Z12，其中該縫隙將主區域Z1從輔區域Z2中分割開來。后部區域ZA延伸在前面區域和后面邊緣10之間。該后部區域最好是較短一些并且在縱向方向DL比前面區域短的多則更好。
該內部接點18是在輔區域的外部并且最好是在主區域Z1中。該天線的一工作模式構成一主模式，在包括主區域和后部區域并且基本排除了輔區域Z2的傳送該波的區域中依靠在縱向方向或接近縱向方向的方向上的行波的傳送而建立一駐波。另一工作模式構成一輔模式，在包括主區域和輔區域以及后部區域的另一區域中依靠在二個方向(如同前面一樣的方向)上行波的傳送而建立一駐波。
在這種構成中該后部區域ZA具有將輔區域耦合到主區域以便能夠建立輔模式的第一功能。它還有能夠將該后部邊緣上的短路在這兩個區域的每一區域中實現它的作用的第二功能。對于每一工作頻率該天線則是一四分之一波天線，至少接近于四分之一波。
選擇該片的結構和該耦合線的結構特別是內部連接點18的縱向位置以獲得由該天線到信號處理單元或更詳細地說是連接單元到該裝置的連接線所呈現的阻抗的預置值。后面將這種阻抗稱之為天線阻抗。在發射天線的情況中它通常稱之為輸入阻抗。它的期望值最好等于該連接線的阻抗。這就是為什么對于各種工作頻率該連接點的位置最好給出基本相同的天線阻抗。
具有預置期望值的工作頻率是有益的。這些值通過適當地選擇主區域Z1和輔區域Z2的各自縱向尺寸可獲得。這就是為什么在本發明的上下文中這二個尺寸通常是不同的原因。其結果該片的前面邊緣的橫向直線段不一致。
在更為詳細討論的情況下，片6的構成最好是還形成一在橫向方向DT延伸的縫隙。這個縫隙構成將該主區域從該后部區域ZA部分地分隔的一橫向分隔縫隙F2。它最好是與該縱向分隔縫隙F1的后部終端相連。
該片6的構成有益于在主區域Z1在縱向方向DL上形成至少一個縫隙F3。這個縫隙最好是從橫向分隔縫隙F2朝向前面延伸。由于它的作用是隨著它的長度增加而使工作頻率減低，所以它可稱之為頻率降低縫隙。因而它不僅限定該片的長度以得到該工作頻率的預定期望值而且還能夠通過適當調整它的長度來調整這些頻率。
該天線最好具有在縱向方向DL和垂直方向DV上延伸的對稱平面，在該基底的頂部表面中這個平面的軌跡構成該片6的對稱軸A。如果二個部件相對于該對稱軸或平面是相互對稱的，則在該圖中右邊的參考標記的標記數等于左邊的參考標記的數字加10的標記數。該耦合裝置和主區域Z1延伸到該軸A的附近并且該片的配置在主區域的相對側形成所述二個縱向分隔縫隙F1、F11。該輔區域在各自的縫隙以外還包括二部分Z2、Z12。
上面所給出的分隔縫隙F1、F2、F11、F12是U形的縫隙。該U形的支線和基部分別是縱向和橫向。該基部具有為了借助于該后部區域ZA的一軸向部分而將主區域Z1連接到短路C2,C12的延伸該軸的兩側的一軸向間隙20。
在一有益的配置中構成天線的該耦合裝置的耦合線包括有一個上部導電層的一部分的導體。更準確地說，所述主導體的一部分C1在縱向方向DL上進入該片6的區域。它在靠近后部邊緣10的一后部端和包括內部連接點18的一前部端之間被延伸。這個主導體部分是一帶狀的形式并且可稱之為水平耦合帶。如已知的該帶受限于側面的二個槽口。但是，在本發明的天線中這二個槽口在方向DT上是足夠地窄和在方向DL上是足夠地長以分別當作二個縱向縫隙F4和F14。這二個縫隙將該帶與片6分隔開并且后面稱之為耦合縫隙。它們的寬度考慮到這樣的事實，即構成該主導體的耦合帶的線的參量可以有益于在設計線中被確定，該線作為在沿該線的長度的一分布方式中適于激勵該天線的一共面線而不是作為僅在該線的端部適于激勵該天線的一微帶線，如像共面線一樣，該共面線的接地導體包括分別在二個縫隙F4和F14之外的該帶相對側邊上的，而不是微帶線的天線接地的晶片部分。在后面該線稱之為水平共面線。
借助于在該水平共面線和該天線共用的兩終端之間的該水平共面線的后部端處由外部連接線所提供或拾取的一電磁信號該天線被耦合，這二終端分別包括該線的接地導體和該帶的后部端部。但是，至少在諸如某些移動電話的情況中，借助于在該片的平面中的這種類型的導體來進行該耦合裝置和外部線之間的連接將使該裝置的制造復雜化。
特別是，水平共面線沿軸A而延伸。在該U形的基部它進入該軸向間隙20，這個間隙將由二個耦合縫隙F4和F14來定界。如上所述，確定主導體的前端18的位置以獲得一個期望的天線阻抗值。但是，該天線阻抗還取決于諸如耦合帶C1和耦合縫隙的寬度之類的其它參量以及該基底的特性。
根據另一個有益的特征，所述短路是一包括二個短路導體C2和C12的一合成短路。在垂直方向DV上延伸的二個導體具有一個在它們之間的間隙。它們中的每一個都將天線接地4連接到片6。
該天線耦合線進一步包括在邊緣表面S3上所形成的連接導體并且可形成一垂直共面線。這種類型的線更詳細地說由以下導體所組成一個主導體C3，該導體沿著垂直方向DV在一個底端和一個頂端之間延伸，上述底端和頂端位于兩個短路導體之間的間隔內。該頂部端連接到該水平共面線的主導體C1的后部端。該垂直共面線的主導體同時地構成第一連接導體該天線的第一終端和該耦合線的主導體的一垂直部分。
與導體C3一起并包括二個短路導體C2和C12的二個接地導體。這兩個短路導體還一起構成該天線的第二終端。
在一個尺寸被限制的裝置的情況中，連接導體在邊緣表面S3上形成的事實使很容易地做到在其是該裝置的表面上所形成的天線的部分的耦合裝置和將該裝置連接到信號處理單元的一連接線之間的連接。如果該單元是在該裝置的內部，則該線可采用在天線附近垂直于該天線的平面的一同軸線的形式。在另外的情況中，該連接導體的配置容易的將該天線連接到由一母板所攜帶的導體上，前面天線的基底已固定到該母板的一正面，該連接線通常與該天線的縱向方向相平行，至少在該天線的附近。形成適于在基底的邊緣表面上所形成的天線終端的這種類型的連接導體使該天線的制造復雜到僅是一微不足道的程度。該短路導體對于制造四分之一波類型的天線是需要的。該第一連接導體可由至少類似于用于短路導體的大多數情況下相同制造步驟的一處理來形成。
更詳細地說，在特定的第一例子天線的一有益的配置中耦合裝置的所有連接器由以下步驟來形成在該邊緣表面S3上形成一個垂直導電層；和對該層進行蝕刻以形成二個短路導體C2和C12并同時形成第一連接導體C3。這些導體隨后分別構成二個短路帶和一垂直耦合帶。
該連接導體最好僅為該后部邊緣10的幾分之一。在該例子天線中基本上具有如像主區域Z1一樣的相同百分率。
對于包括有垂直和水平共面線的耦合線，最好是對該耦合帶和諸如在該帶的各自相對側上的耦合縫隙之類的縫隙的寬度進行選擇以獲得一均勻和適合的阻抗，該阻抗通常為50歐姆。通過選擇該內部連接點18的位置來調整該天線阻抗。
在所述實施例的例子中，天線外部的該連接線是一同軸線。它包括一軸導體C4。在該線的第一端部該軸導體被連接到導體C3。該線的另一端部被連接到信號處理單元8的第一終端。沿著該線的長度它由一導電外皮C5所圍繞。在該線的第一端部該外波與兩個短路導體C2和C12相連。在該線的另一端部，它與信號處理單元8的另一終端相連，例如其為一發射機。
在該第一天線的一實施例的上下文中，各種組成和數值由下面數字例子給出。該長度和寬度分別表示在縱向方向DL和橫向方向DT。
主工作頻率940MHz，次工作頻率870MHz，輸入阻抗50Ω，
基底的組成和厚度具有相對介電常數er=4.3和損耗系數tand=0.02的環氧樹脂，厚度1.6mm，導電層的組成和厚度銅，17微米，主區域Z1的長度26mm，區域Z1的寬度29mm，輔區域Z2和Z12的長度30mm，這些區域每個區域的寬度5.5mm，后部區域Z3的長度2.5mm，水平共面線的導體C1的長度；25mm，垂直共面線的導體C1和主導體C3的寬度2.1mm,導體C3的高度0.8mm，在橫向縫隙F2和F12的水平方向上所有縫隙的共同寬度0.5mm,頻率降低縫隙F3和F13的長度5mm，軸向間隙20的寬度7mm，每一短路導體C2和C12的寬度5mm。
圖5示出了根據本發明的一天線的第二實施例，它類型于上述第一天線。如果第二天線的部件具有與第一天線的部件相同的功能，則它可用相同的參考字符和/或數字來表示，但其數字應增加100。例如，第二天線的主區域Z101類似于第一天線的主區域Z1。第二天線與第一天線有如下的不同首先，它在需要用于三個工作頻率的情況下實現。因此該片106另外包括二個相互對稱的第三區域。第一U型縫隙F101部分地將該主區域Z101與二個輔區域Z102和Z112相分隔。位于第二縫隙F105之內的相同形狀將輔區域與第三區域Z103和Z113相分隔。
該短路是一單個在整個片106寬度上延伸的導體C102，該導體C102是在延伸片106的整個寬度并且在該主、輔和第三區域之間的耦合通過該軸間隙120在后部區域ZA內實現。最后，該天線被耦合到一垂直同軸線。該線的軸導體C104的端部通過基底102并且焊接到在主區域Z101中的片106上。因此它構成該天線耦合裝置。該線的導電外皮C105被焊到包括覆蓋在基底102的底部表面的一連續導電層的天線接地(未示出)。在天線下面的同軸線部分構成它的連接線。
應當了解的是根據本發明的天線工作頻率數目可大于三個，在四個頻率的情況下，該類型的天線的該片可包括一個主區域、二個輔區域、二個第三區域和二個第四區域。
另外，該片和該短路的構成不必是對稱的。
權利要求
1．一種多頻微帶天線，包括一個平面介質基底(S3)；一個構成在所述基底的底部表面(S1)上的一接地平面的導體(4)；在該基底的頂部表面(S2)上的多個導電區域(Z2,Z1,Z12；Z103,Z102,Z101,Z112,Z113)并且每一個區域具有一個使該天線成燭臺狀的伸長形狀；所有導電區域共用的天線耦合裝置(C1,C3；C104,C105)；其特征在于所述導電區域(Z2,Z1,Z12；Z103,Z102,Z101,Z112,Z113)由縫隙(F4,F14)相互分隔，該縫隙的寬度大大小于該天線的工作波長；還在于所述導電區域相互充分地被分離以便能夠分別在由所述區域構成的各部分中出現各種諧振，所述諧振至少接近于四分之一波長型的諧振；還在于所述區域的每一區域具有一個由至少一短路(C2,C12；C102)固定到該接地平面的電場節點，并且所述短路是在該燭臺的基部(C2,C12；C102)的附近。
2．如權利要求1的天線，包括一個介質基底(2)，它具有二個在所述天線所規定的方向上延伸的相互相對的主表面并構成水平方面(DL和DT)，所述二個表面分別構成一底部表面(S1)和一頂部表面(S2)，另一個進一步由所述天線所規定的方向與所述水平方向的每一方向成一角度，所述另一個方向構成一垂直方向(DV)。在所述底部表面上的一底部導電層并且構成所述天線的一個接地(4)，在所述接地的上面的所述頂部表面的一區域上的一頂部導電層，以構成具有一長度和寬度配置的片(6)，所述長度和所述寬度分別在構成一個縱向方向(DL)和一個橫向方向(DT)的二個所述水平方向上，在所述片內所述配置構成至少一個縫隙(F1)，所述縫隙有助于規定所述天線的一組諧振，這組諧振包括分別相應于所述天線的多個工作模式和多個工作頻率的多個諧振，和一個天線耦合裝置，包括在連接點(18)處連接到所述片的一個主導體(C1)，和一個接地導體(6)，從而所述天線對于每一所述工作頻率可通過所述裝置連接到一信號處理單元(8)，所述天線其特征是所述是所述短路(C2)在所述片的邊緣處將所述片(6)電連接到所述接地(4)，所述邊緣在所述橫向方向(DT)上延伸并且構成在所述片中在所述縱向方向(DL)所規定的后部邊緣(10)，一反向方向(DB)指向所述后部邊緣和一相反的正向方向(DF)指向前方，所述片的二個區域分別構成與所述后部邊緣鄰接的一個后部區域(Z3)和在所述后部區域的前面的一前部區域(Z1,Z2,Z12)，一朝前部開口并在所述片的外側的縫隙構成一個將所述前部區域分割成以分別構成一主區域(Z1)和一輔區域(Z2)的二個所述區域的縱向分隔縫隙(F1)，所述連接點(18)是在所述輔區域的外側。
3．如權利要求2的天線，其特征是所述后部區域(Z3)在所述縱向方向(DL)上要比所述前部區域(Z1,Z2,Z12)要短。
4．如權利要求3的天線，其特征是所述連接點(18)是在所述主區域(Z1)中，所述工作模式中的一個模式構成一主模式，在主模式中由于在至少接近所述縱向方向的一方向上雙向的行波的傳送而建立一駐波，所述這些波在包括所述主區域和所述后部區域，基本上排除了所述輔區域(Z2,Z12)的一個區域中被傳播，另外的所述工作模式構成一輔模式，在輔模式中由于在相同的二個路徑上的行波的傳送而建立一駐波，所述波在包括所述主和輔區域以及所述后部區域的另一所述區域中傳播。
5．如權利要求2的天線，其特征是所述連接點(18)的位置使天線對于各種工作頻率有基本相同的阻抗。
6．如權利要求2的天線，其特征在于所述主區域(Z1)和所述輔區域(Z2)在所述縱向方向(DL)上具有各自不同的尺寸。
7．如權利要求4的天線，其特征是所述短路僅在所述后部邊緣(10)的一段上形成，在所述片(6)的寬度中所述段的位置是比所述輔區域(Z2)要更靠近所述主區域(Z1)，所述段構成一短路段(C2,C12)，所述片的所述配置進一步形成在所述橫向方向上延伸的所述縫隙中的一個縫隙并且構成一個橫向分隔縫隙(F2)，它部分地將所述主區域與所述后部區域(Z3)分隔。
8．如權利要求2的天線，其特征在于是所述片(6)的所述配置進一步形成在所述主區域(Z1)中的所述縱向方向(DL)上延伸的至少一個縫隙(F3)。
9．如權利要求2至8中的任一個權利要求的天線，其特征在于在所述縱向方向(DL)和所述垂直方向(DV)上具有一對稱的平面，在所述基底的所述頂部表面的所述平面的軌跡構成所述片(6)的一對稱軸(A)，所述耦合裝置和所述主區域(Z1)在所述軸的附近，該片的所述配置在所述主區域的各相對側形成二個所述縱向分隔縫隙(F1,F11)，所述輔區域具有在各個縫隙之外的兩個部分(Z2,Z12)。
10．一種無線通信裝置，包括如權利要求2到9中的任一權利要求的一個天線和與所述天線相連的一個信號處理單元(8)并適于工作在所述工作頻率。
全文摘要
一種根據本發明的多頻微帶天線包括連接到具有二個導電帶(C2,C12)的一短路的二個區域(Z1,Z2)。這二個區域相互充分地被分隔以能在由所述區域構成的二個各自不同的區域中建立二個諧振。所述諧振至少接近于四分之一波型并且每一個具有一個由所述短路所確定的電場節點。相同的耦合裝置(C1,C2,C3,C12)被用于激勵二個諧振。本發明特別適用于便攜式電話和它們的基站。
文檔編號H01Q1/24GK1230037SQ98126980
公開日1999年9月29日 申請日期1998年12月11日 優先權日1997年12月11日
發明者克里斯托福·格蘭奇特, 查爾斯·恩古努, 瓊－菲利浦·庫伯茨, 佛朗西斯科·勒苯尼克, 瑟格·陶騰 申請人:阿爾卡塔爾公司