包括多谐振交叉偶极子辐射元件的天线和相关辐射元件制造技术

辐射元件包括沿着第一轴线延伸的第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器包括：第一对偶极子臂，所述第一对偶极子臂被配置成以第一频率谐振；以及第二对偶极子臂，所述第二对偶极子臂被配置成以不同于所述第一频率的第二频率谐振。所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多谐振交叉偶极子辐射元件的天线和相关辐射元件相关申请的交叉引用本申请要求享有1019年1月28日提交的美国临时专利申请序列号62/797,667和2018年10月23日提交的美国临时专利申请序列号62/749,167的优先权，每个申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
本专利技术大体上涉及无线电通信，且更具体地涉及用于蜂窝通信系统的基站天线。蜂窝通信系统是本领域中众所周知的。在蜂窝通信系统中，一个地理区域被划分成由相应的基站提供服务的一系列被称为“小区”的区域。基站可以包括一个或多个天线，这些天线配置成提供与由基站服务的小区内的移动用户的双向射频(“RF”)通信。在许多情况下，每个基站都被划分为“扇区”。在一种常见的配置中，六角形形状的小区在方位角平面中被划分成三个120°扇区，并且每个扇区由一个或多个基站天线提供服务，这些基站天线具有近似65°的方位角半功率束宽(“HPBW”)以提供对整个120°扇区的覆盖。通常，基站天线安装在塔或其它升高的结构上，其中辐射方向图(本文中也称作“天线波束”)由向外指向的基站天线生成。基站天线通常实施为辐射元件的线性或平面相控阵列。为了适应日益增长的蜂窝通信量，蜂窝运营商已经在各种新频带中增加了蜂窝服务。尽管在一些情况下，可以使用所称的“宽带”辐射元件的线性阵列在多个频带中提供服务，但在其它情况下，必须使用辐射元件的不同线性阵列(或平面阵列)来支持不同频带中的服务。随着频带数量的激增，并且随着增加扇区划分已变得更普遍(例如，将小区划分成六个、九个或甚至十二个扇区)，部署在典型基站处的基站天线的数目已经显著增加。然而，由于例如局部区划条例和/或天线塔的重量和风载荷约束，在给定基站可以部署的基站天线的数目通常存在限制。为了在不进一步增加基站天线的数目的情况下提高容量，已经引入了包括辐射元件的多个阵列的所称的多频带基站天线。一种常见的多频带基站天线设计包括：“低频带”辐射元件的一个线性阵列，其用于在694-960MHz频带中的一些或全部中提供服务；以及“中频带”辐射元件的两个线性阵列，其用于在1427-2690MHz频带中的一些或全部中提供服务。这些线性阵列以并排方式安装。另一种已知的多频带基站天线包括低频带辐射元件的两个线性阵列和中频带辐射元件的两个线性阵列。还关注部署还包括“高频带”辐射元件的一个或多个线性阵列的基站天线，所述高频带辐射元件在较高频带，例如3.3-4.2GHz频带中工作。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供了辐射元件，其包括：第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器沿着第一轴线延伸，所述第一偶极子辐射器包括被配置成以第一频率谐振的第一对偶极子臂和被配置成以不同于所述第一频率的第二频率谐振的第二对偶极子臂。所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。在一些实施例中，所述辐射元件还可包括第二偶极子辐射器，所述第二偶极子辐射器沿着第二轴线延伸，所述第二偶极子辐射器包括被配置成以所述第一频率谐振的第三对偶极子臂和被配置成以所述第二频率谐振的第四对偶极子臂。在此类实施例中，所述第三对偶极子臂中的每个偶极子臂可包括由中间的变窄区段连接的多个加宽区段。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂和所述第四对偶极子臂中的每个偶极子臂可包括由中间的变窄区段连接的多个加宽区段。在一些实施例中，所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括比所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂更多的加宽区段。在一些实施例中，所述辐射元件可包括偶极子印刷电路板，所述第一对偶极子臂可包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的金属图案，并且所述第二对偶极子臂可包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的金属图案。在此类实施例中，所述辐射元件还可包括大体上垂直于由所述第一偶极子辐射器限定的平面延伸的至少一个馈电柄，并且所述第一对偶极子臂可以从共同的RF传输线中心馈电。在一些实施例中，所述变窄区段中的至少一些可包括弯曲导电迹线。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂的电长度可以小于所述第一对偶极子臂的电长度。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂可以电容耦合到所述第一对偶极子臂。在一些实施例中，多个导电通孔可以将所述第二对偶极子臂电连接到所述第一对偶极子臂。在一些实施例中，所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂可包括一起形成大致椭圆形形状的第一和第二间隔开的导电区段。在一些实施例中，所述第一频率和所述第二频率均可在所述辐射元件的工作频带内。在一些实施例中，所述第一频率可以低于所述辐射元件的工作频带的中心频率，并且所述第二频率可以高于所述辐射元件的工作频带的中心频率。在一些实施例中，所述第一偶极子辐射器还可包括第三对偶极子臂，所述第三对偶极子臂被配置成以与所述第一频率和所述第二频率不同的第三频率谐振。在此类实施例中，所述辐射元件可包括偶极子印刷电路板，所述第一对偶极子臂可包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的金属图案，所述第二对偶极子臂可包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的金属图案，并且所述第三对偶极子臂可包括所述偶极子印刷电路板的第三层上的金属图案。上述辐射元件中的任一个可作为辐射元件的第一线性阵列的一部分安装在基站天线上，所述辐射元件的第一线性阵列被配置成发射第一工作频带中的RF信号。在一些实施例中，所述基站天线还可包括辐射元件的第二线性阵列，所述辐射元件的第二线性阵列被配置成发射第二工作频带中的RF信号。在此类实施例中，第一对偶极子臂中的至少一个偶极子臂可以与第二线性阵列的辐射元件中的一个辐射元件水平重叠。附加地或替代地，在一些实施例中，所述第一偶极子辐射器可以被配置成发射所述第一工作频带中的射频(“RF”)信号，并且基本可透过所述第二工作频带中的RF信号。在一些实施例中，所述辐射元件可包括绝缘衬底，并且所述第一对偶极子臂可包括附接到所述绝缘衬底的前侧的一个或多个金属图案，并且所述第二对偶极子臂可包括附接到所述绝缘衬底的后侧的一个或多个金属图案。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂可包括多个加宽区段。在一些实施例中，至少一个导电通孔可以将所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂中的每个加宽区段电连接到所述第一对偶极子臂中的对应一个偶极子臂的相应部分。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂中的加宽区段可以仅通过所述第一对偶极子臂中的一个偶极子臂彼此电连接。在一些实施例中，所述第一对偶极子臂中的至少一个偶极子臂中的至少两个加宽区段可以仅通过中间变窄区段彼此电连接，所述中间变窄区段为所述第二对偶极子臂中的一个偶极子臂的一部分。在一些实施例中，所述第二对偶极子臂中的至少一个偶极子臂中的至少两个加宽区段可以仅通过中间变窄区段彼此电连接，所述中间变窄区段为所述第一对偶极子臂中的一个偶极子臂的一部分。根据本专利技术的另外实施例，提供辐射元件，其包括馈电柄印刷电路板；以及安装在所述馈电柄印刷电路板上的偶极子印刷电路板。所述偶极子印刷电路板包括第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器包括：第一对偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射元件，包括：/n第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器沿着第一轴线延伸，所述第一偶极子辐射器包括被配置成以第一频率谐振的第一对偶极子臂和被配置成以不同于所述第一频率的第二频率谐振的第二对偶极子臂，/n其中所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181023 US 62/749,167;20190128 US 62/797,6671.一种辐射元件，包括：
第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器沿着第一轴线延伸，所述第一偶极子辐射器包括被配置成以第一频率谐振的第一对偶极子臂和被配置成以不同于所述第一频率的第二频率谐振的第二对偶极子臂，
其中所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。


2.根据权利要求1所述的辐射元件，还包括：
第二偶极子辐射器，所述第二偶极子辐射器沿着第二轴线延伸，所述第二偶极子辐射器包括被配置成以所述第一频率谐振的第三对偶极子臂和被配置成以所述第二频率谐振的第四对偶极子臂，
其中所述第三对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。


3.根据权利要求2所述的辐射元件，其中所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂和所述第四对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连接的多个加宽区段。


4.根据权利要求2所述的辐射元件，其中所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括比所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂更多的加宽区段。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的辐射元件，其中所述辐射元件包括偶极子印刷电路板，所述第一对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的金属图案，并且所述第二对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的金属图案。


6.根据权利要求5所述的辐射元件，还包括大体上垂直于由所述第一偶极子辐射器限定的平面延伸的至少一个馈电柄，并且其中所述第一对偶极子臂从共同的RF传输线中心馈电。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的双偏振辐射元件，其中所述变窄区段中的至少一些包含弯曲导电迹线。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的辐射元件，其中所述第二对偶极子臂的电长度小于所述第一对偶极子臂的电长度。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的辐射元件，其中所述第二对偶极子臂电容耦合到所述第一对偶极子臂。


10.根据权利要求1-8中任一项所述的辐射元件，其中多个导电通孔将所述第二对偶极子臂电连接到所述第一对偶极子臂。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的辐射元件，其中所述第一对偶极子臂中的每个偶极子臂包括一起形成大致椭圆形形状的第一和第二间隔开的导电区段。


12.根据权利要求1-4中任一项所述的辐射元件，其中所述第一频率和所述第二频率在所述辐射元件的工作频带内。


13.根据权利要求12所述的辐射元件，其中所述第一频率低于所述辐射元件的工作频带的中心频率，并且所述第二频率高于所述辐射元件的工作频带的中心频率。


14.根据权利要求1-4中任一项所述的辐射元件，其中所述第一偶极子辐射器还包括第三对偶极子臂，所述第三对偶极子臂被配置成以与所述第一频率和所述第二频率不同的第三频率谐振。


15.根据权利要求14所述的辐射元件，其中所述辐射元件包括偶极子印刷电路板，所述第一对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的金属图案，所述第二对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的金属图案，并且所述第三对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第三层上的金属图案。


16.根据权利要求1-15中任一项所述的辐射元件，所述辐射元件作为辐射元件的第一线性阵列的一部分安装在基站天线上，所述辐射元件的第一线性阵列被配置成发射第一工作频带中的RF信号，所述基站天线还包括辐射元件的第二线性阵列，所述辐射元件的第二线性阵列被配置成发射第二工作频带中的RF信号。


17.根据权利要求16所述的辐射元件，其中所述第一对偶极子臂中的至少一个偶极子臂与所述辐射元件的第二线性阵列中的一个辐射元件水平重叠。


18.根据权利要求16所述的双偏振辐射元件，其中所述第一偶极子辐射器被配置成发射所述第一工作频带中的射频(“RF”)信号，并且基本可透过所述第二工作频带中的RF信号。


19.一种辐射元件，包括：
馈电柄印刷电路板；以及
安装在所述馈电柄印刷电路板上的偶极子印刷电路板，所述偶极子印刷电路板包括第一偶极子辐射器，所述第一偶极子辐射器包括：第一对偶极子臂，所述第一对偶极子臂被配置成以第一频率谐振；以及第二对偶极子臂，所述第二对偶极子臂被配置成以不同于所述第一频率的第二频率谐振，
其中所述第一对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的金属图案，并且所述第二对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的金属图案。


20.根据权利要求19所述的辐射元件，所述偶极子印刷电路板还包括第二偶极子辐射器，所述第二偶极子辐射器包括：第三对偶极子臂，所述第三对偶极子臂被配置成以所述第一频率谐振；以及第四对偶极子臂，所述第四对偶极子臂被配置成以所述第二频率谐振，并且
其中所述第三对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第一层上的所述金属图案的一部分，并且所述第四对偶极子臂包括所述偶极子印刷电路板的第二层上的所述金属图案的一部分。


21.根据权利要求19所述的辐射元件，其中所述第一对偶极子臂和所述第二对偶极子臂中的每个偶极子臂包括由中间变窄区段连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昀喆，邓刚毅，P·J·必思鲁勒斯，李曰民，M·V·瓦努斯法德拉尼，唐诚成，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US