发明名称 同轴介电柱状天线
摘要 本发明同轴介电柱状天线包括一第一介电天线柱(first dieleetric antenna rod),该第一介电天线柱系具有一第一介电常数(first dielectric constant)并且该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源(first frequency transmissionsource),如此以将第一频带辐射(first frequency bandradiation)自该第一介电天线柱传播至一介质(medium),该介质(medium)系具有一介质介电常数(medium dielectricconstant)。一第二介电天线柱(second dielectric antenna rod)系具有一第二介电常数(second dielectric constant),该第二介电天线、柱系连接于一第二频率传输源(second frequencytransmission source),如此以将第二频带辐射(second frequencyband radiation)自该第二介电天线柱传播至该介质。该第一介电天线柱系以同轴方式设置于该第二介电天线柱之中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,并且该第二介电常数系大于该介质介电常数。
申请公布号 TW494605 申请公布日期 2002.07.11
申请号 TW090116983 申请日期 2001.07.11
申请人 HRL实验室LLC 发明人 波帕 安德瑞恩;布瑞居司 威廉
分类号 H01Q9/00 主分类号 H01Q9/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种天线之成型方法,包括下列步骤:提供具有一第一介电常数之一第一介电天线柱,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及以同轴方式将该第一介电天线柱设置于具有一第二介电常数之一第二介电天线柱,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第二介电天线柱传播至该介质;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该介质介电常数,并且该第一介电常数与该第介电常数之间的差値系约大于10。2.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电常数系约介于10-30之间3.如申请专利范围第2项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电常数系约为30。4.如申请专利范围第2项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电线柱系由钡四钛酸盐所制成。5.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电常数系约介于1.5-10之间。6.如申请专利范围第5项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电常数系约为2.08。7.如申请专利范围第5项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由铁弗龙材料所制成。8.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系由以下方式所制成:沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部;将具有该第一介电常数之一介电粉末填充于该圆柱状凹部;以及藉由具有该第一介电常数之复数端塞分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电粉末位于该圆柱状凹部之中。9.如申请专利范围第8项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由热塑性树脂所制成,并且该介电粉末系为钡四钛酸盐。10.如申请专利范围第9项所述之天线之成型方法,其中,该热塑性树脂系为氟碳树脂铁氟龙材料。11.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系由以下方式所制成:沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部;将具有该第一介电常数之一介电柱填充于该圆柱状凹部;以及藉由具有该第一介电常数之复数端塞分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电柱位于该圆柱状凹部之中。12.如申请专利范围第11项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由热塑性树脂所制成,并且该介电柱系由钡四钛酸盐或镍铝钛酸盐所制成。13.如申请专利范围第12项所述之天线之成型方法,其中,该热塑性树脂系为氟碳树脂铁氟龙材料。14.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一频率传输源系以同轴方式连接于该第一介电天线柱;以及该第二频率传输源系藉由一传输线连接于该第二介电天线柱,该传输线系轴向偏位于该第二介电天线柱。15.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为4:1。16.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系于X带中进行操作,并且该第二介电天线柱系于W带中进行操作。17.如申请专利范围第16项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系以约9.4 GHz进行操作,并且该第二介电天线柱系以约94 GHz进行操作。18.如申请专利范围第1项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱包括有一锥状部件,并且该第二介电天线柱包括有一锥度部件。19.一种天线之成型方法,包括下列步骤:提供具有一第一介电常数之一第一介电天线柱,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及以同轴方式将该第二介电天线柱设置于具有一第三介电常数之一第三介电天线柱,该第三介电天线柱系连接于一第三频率传输源,如此以将第三频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该第三介电常数,该第三介电常数系大于该介质介电常数,并且该第一介电常数与该第三介电常数之间的差値系约大于10。20.如申请专利范围第19项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电常数系约大于10。21.如申请专利范围第20项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电常数系约介于20-30之间。22.如申请专利范围第21项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电常数约为30。23.如申请专利范围第21项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系由钡四钛酸盐所制成。24.如申请专利范围第19项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电常数系约大于10。25.如申请专利范围第24项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电常数系约介于10-20之间。26.如申请专利范围第25项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电常数约为12。27.如申请专利范围第25项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由矽所制成,并且该第二介电天线柱所具有之一第二介电常数约为12。28.如申请专利范围第25项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由砷化镓所制成,并且该第二介电天线柱所具有之一第二介电常数约为13.2。29.如申请专利范围第19项所述之天线之成型方法,其中,该第三介电常数系约介于1.5-10之间。30.如申请专利范围第29项所述之天线之成型方法,其中,该第三介电天线柱系由铁氟龙材料所制成,并且该第三介电常数约为2.08。31.如申请专利范围第19项所述之天线之成型方法,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱、该第三介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为8:1。32.一种天线,包括:一第一介电天线柱,具有一第一介电常数,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及一第二介电天线柱,具有一第二介电常数,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第二介电天线柱传播至该介质,该第一介电天线柱系以同轴方式设置于该第二介电天线柱之中;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该介质介电常数,并且该第一介电常数与该第二介电常数之间的差値系约大于10。33.如申请专利范围第32项所述之天线,其中,该第一介电常数系约介于10-30之间。34.如申请专利范围第33项所述之天线,其中,该第一介电天线柱系由钡四钛酸盐所制成,并且该第一介电常数约为30。35.如申请专利范围第32项所述之天线,其中,该第二介电常数系约介于1.5-10之间。36.如申请专利范围第35项所述之天线,其中,该第二介电天线柱系由铁氟龙材料所制成,并且该第二介电常数约为2.08。37.如申请专利范围第32项所述之天线,其中,沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部,该圆柱状凹部上系填充了具有该第一介电常数之一介电粉末于该圆柱状凹部,并且藉由具有该第一介电常数之复数端塞分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电粉末位于该圆柱状凹部之中。38.如申请专利范围第37项所述之天线,其中,该第二介电天线柱系由热塑性树脂所制成,并且该介电粉末系为钡四钛酸盐。39.如申请专利范围第32项所述之天线,其中:该第一频率传输源系以同轴方式连接于该第一介电天线柱;以及该第二频率传输源系藉由一传输线连接于该第二介电天线柱,该传输线系轴向偏位于该第二介电天线柱。40.一种天线,包括:一第一介电天线柱,具有一第一介电常数,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及一第二介电天线柱,具有一第二介电常数,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第二介电天线柱传播至该介质,该第一介电天线柱系以同轴方式设置于该第二介电天线柱之中;以及一第三介电天线柱,具有一第三介电常数,该第三介电天线柱系连接于一第三频率传输源,如此以将第三频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质,该第二介电天线柱系以同轴方式设置于该第三介电天线柱之中;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该第三介电常数,该第三介电常数系大于该介质介电常数,并且该第一介电常数与该第三介电常数之间的差値系约大于10。41.如申请专利范围第40项所述之天线,其中,该第一介电常数系约介于20-30之间。42.如申请专利范围第41项所述之天线,其中,该第一介电天线柱系由钡四钛酸盐所制成,并且该第一介电常数约为30。43.如申请专利范围第40项所述之天线,其中,该第二介电常数系约介于10-20之间。44.如申请专利范围第43项所述之天线,其中,该第二介电常数约为12。45.如申请专利范围第43项所述之天线,其中,该第二介电天线柱系由矽所制成,并且该第二介电天线柱之该第二介电常数约为11.8。46.如申请专利范围第43项所述之天线,其中,该第二介电天线柱系由砷化镓所制成,并且该第二介电天线柱所具有之一第二介电常数约为13.2。47.如申请专利范围第40项所述之天线,其中,该第三介电常数系约介于1.5-10之间。48.如申请专利范围第47项所述之天线,其中,该第三介电天线柱系由铁弗龙材料所制成,并且该第三介电常数约为2.08。49.如申请专利范围第40项所述之天线,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱、该第三介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为8:1。50.一种天线,用以将N个电磁波传播至一介质,各该电磁波系连接有一频带,该天线包括:N个介电天线柱,各具有一介电常数,该等N个介电天线柱包括有一蕊介电天线柱、N-2个中间介电天线柱及一外部介电天线柱;以及N个电磁能量传输源,各该等N个电磁能量传输源系用以产生且将该等N个电磁波中之一者从该等介电天线柱中之一者传播至该介质,该介质系具有一介质介电常数;其中,该蕊介电天线柱系以同轴方式设置于该等N-2个中间介电天线柱中之一者之中,除了剩余之该等中间介电天线柱中之一者系以同轴方式设置于该外部介电天线柱之中之外,于剩余之该等N-3个中间介电天线柱中之任一者系以同轴方式设置于剩余之该等中间介电天线柱中之一者之中;以及其中,于该天线中所包括之一给定介电天线柱之介电常数系大于以同轴方式设置于该给定介电天线柱之中之该介电天线柱之介电常数,并且该外部介电天线柱之介电常数系大于该介质介电常数。51.一种天线之成型方法,包括下列步骤:提供具有一第一介电常数之一第一介电天线柱,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及以同轴方式将该第一介电天线柱设置于具有一第二介电常数之一第二介电天线柱,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,并且该第二介电常数系大于该介质介电常数。52.如申请专利范围第51项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系由以下方式所制成:沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部;将具有该第一介电常数之一介电粉末填充于该圆柱状凹部;以及藉由具有该第一介电常数之复数端塞 分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电粉末位于该圆柱状凹部之中。53.如申请专利范围第51项所述之天线之成型方法,其中:该第一频率传输源系以同轴方式连接于该第一介电天线柱;以及该第二频率传输源系藉由一传输线连接于该第二介电天线柱,该传输线系轴向偏位于该第二介电天线柱。54.如申请专利范围第52项所述之天线之成型方法,其中,该第二介电天线柱系由热塑性树脂所制成,并且该介电粉末系为钡四钛酸盐。55.一种天线之成型方法,包括下列步骤:提供具有一第一介电常数之一第一介电天线柱,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及以同轴方式将该第一介电天线柱设置于具有一第二介电常数之一第二介电天线柱,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质;以同轴方式将该第二介电天线柱设置于具有一第三介电常数之一第三介电天线柱,该第三介电天线柱系连接于一第三频率传输源,如此以将第三频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该第三介电常数,并且该第三介电常数系大于该介质介电常数。56.一种天线,包括:一第一介电天线柱,具有一第一介电常数,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及一第二介电天线柱,具有一第二介电常数,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第二介电天线柱传播至该介质,该第一介电天线柱以同轴方式设置于该第二介电天线柱之中;以及其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该介质介电常数。57.如申请专利范围第56项所述之天线,其中,沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部,该圆柱状凹部上系填充了具有该第一介电常数之一介电粉末于该圆柱状凹部,并且藉由具有该第一介电常数之复数端塞分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电粉末位于该圆柱状凹部之中。58.如申请专利范围第56项所述之天线,其中:该第一频率传输源系以同轴方式连接于该第一介电天线柱;以及该第二频率传输源系藉由一传输线连接于该第二介电天线柱,该传输线系轴向偏位于该第二介电天线柱。59.如申请专利范围第57项所述之天线,其中,该第二介电天线柱系由热塑性树脂所制成,并且该介电粉末系为钡四钛酸盐。60.一种天线,包括:一第一介电天线柱,具有一第一介电常数,该第一介电天线柱系连接于一第一频率传输源,如此以将第一频带辐射自该第一介电天线柱传播至一介质,该介质系具有一介质介电常数;以及一第二介电天线柱,具有一第二介电常数,该第二介电天线柱系连接于一第二频率传输源,如此以将第二频带辐射自该第二介电天线柱传播至该介质,该第一介电天线柱系以同轴方式设置于该第二介电天线柱之中;以及一第三介电天线柱,具有一第三介电常数,该第三介电天线柱系连接于一第三频率传输源,如此以将第三频带辐射自该第三介电天线柱传播至该介质,该第二介电天线柱系以同轴方式设置于该第三介电天线柱之中;其中,该第一介电常数系大于该第二介电常数,该第二介电常数系大于该第三介电常数,该第三介电常数系大于该介质介电常数,并且该第一介电常数与该第三介电常数之间的差値系约大于10。61.如申请专利范围第51项所述之天线之成型方法,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为4:1。62.如申请专利范围第55项所述之天线之成型方法,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱、该第三介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为8:1。63.如申请专利范围第56项所述之天线,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为4:1。64.如申请专利范围第60项所述之天线,其中,各该第一介电天线柱、该第二介电天线柱、该第三介电天线柱所具有之一操作光束宽度比系至少为2:1,如此可使得该天线所具有之一操作光束宽度比系至少为8:1。65.如申请专利范围第51项所述之天线之成型方法,其中,该第一、二介电天线柱系可于分离之X带、W带等复数频带中进行操作。66.如申请专利范围第56项所述之天线,其中,该第一、二介电天线柱系可于分离之X带、W带等复数频带中进行操作。67.如申请专利范围第51项所述之天线之成型方法,其中,该第一介电天线柱系由以下方式所制成:沿着该第二介电天线柱之长度方向上形成一轴向圆柱状凹部;将具有该第一介电常数之一介电柱填充于该圆柱状凹部;以及藉由具有该第一介电常数之复数端塞 分别设置于该第二介电天线柱之相对的中心端部与末梢端部的方式以确保该介电柱位于该圆柱状凹部之中。图式简单说明:第1图系表示根据习知多柱锥状介电天线(polyrodtapered dielectric antenna)之剖面图;第2图系表示根据本发明第一实施例之剖面图;第3图系表示根据本发明第一实施例之局部分解立体图;第4a-4c图系表示根据本发明第一实施例之平面及剖面图;第5图系表示根据本发明之另一实施例之图式;以及第6a-6c图系表示根据本发明之另一实施例之图式。
地址 美国