用于多频段天线设备的天线元件制造技术

本公开涉及天线设备和天线元件。具体地，本公开提供了一种用于多频段天线设备的天线元件。所述天线元件包括设置有金属层的介电体，其中，所述介电体包括基板和布置在所述基板上的一个或多个壁元件。此外，一个或多个第一辐射元件和一个或多个第二辐射元件布置在所述基板上，并且分别被配置为在第一频段和第二频段中辐射。此外，第一馈电网络连接到第一辐射元件，并且第二馈电网络连接到第二辐射元件，分别用于将第一辐射元件和第二辐射元件用作第一天线阵列和第二天线阵列。所述第一馈电网络至少部分地作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述一个或多个壁元件上。的金属层设置在所述一个或多个壁元件上。的金属层设置在所述一个或多个壁元件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多频段天线设备的天线元件


[0001]本公开涉及天线设备和天线元件。具体地，本公开提供了用于多频段天线设备的天线元件，提供了多频段天线设备，并提供了制造天线元件的方法。具体地，天线元件设计成具有介电体，该介电体上布置有一个或多个金属层。一个或多个金属层形成用于天线元件的辐射元件的至少两个不同天线阵列的一个或多个馈电网络，其中，每个阵列包括一个或多个辐射元件。

技术介绍

[0002]随着第五代(5G)移动网络的部署，分别引入了700MHz和3.5GHz的新频段。因此，市场上对开发支持更多数目的频段的新天线设备的需求越来越大。例如，新天线设备应支持以下频段中的两个或更多个频段：700MHz、800MHz、900MHz、1.4GHz、1.8GHz、2.1GHz、2.6GHz和3.5GHz。此外，为了充分利用新无线电(NR)/5G标准的能力，新天线设备的每个频段的无线电信道、天线端口和天线列数也应增加。
[0003]但是，尽管希望增加频段数量和每个频段的天线端口的数量，但限制每个扇区一个天线设备(或在特殊情况下，每个扇区最多两个天线设备)仍然是一项相当严格的要求。此外，为了便于天线站点获取和/或能够重复使用已经安装在天线站点上的当前机械支撑结构，新天线设备的形状因子和风载荷应与传统产品相当。也就是说，新天线设备不应需要附加的盒子，也不应需要天线站点的盒子比目前安装的传统天线设备的盒子大。
[0004]这导致增加了复杂性，从而给设计新天线设备带来了挑战。具体地，能够以整洁(紧凑)和高效的方式将几个频段集成在一起的任何新的技术或天线设备概念都变得非常有价值。

技术实现思路

[0005]鉴于上述挑战，本专利技术实施例的目的是提供一种新的多频段天线设备。因此，目的是提供一种天线元件，其能够构建新的多频段天线设备，而与传统(即，常规)天线设备相比，不增加新天线设备的形状因子或风载荷。例如，目标是提供双频段天线元件，其在单个部分中包括每个辐射元件的天线阵列(即，每个频段的阵列)的至少一部分和每个阵列的两个馈电网络。应避免馈电网络之间的线路交叉。天线元件以及相应的新天线设备还应比相当的传统天线设备简单得多，例如，不应需要使用多层PCB结构来形成馈电网络。此外，天线元件和新天线设备应满足下一代基站天线的要求。
[0006]该目的通过所附独立权利要求中描述的本专利技术的实施例实现。从属权利要求中进一步定义了本专利技术的实施例的有利实现方式。
[0007]具体地，本专利技术的实施例通过使用具有一个或多个金属层的介电体(例如金属化塑料体)来解决多频段集成问题。金属化塑料结构用于其它
，以创建复杂的3D结构，从而减少零件和互连的数量。例如，在手机设备和汽车中探索了金属化塑料结构的使用。一些方法还将金属化塑料用于基站天线。但是，对于基站天线来说，这项技术的使用更
具挑战性，主要是因为辐射元件的类型以及对互相调制的尺寸和水平的要求。
[0008]本公开的第一方面提供了一种用于多频段天线设备的天线元件，该天线元件包括：设置有金属层的介电体，介电体包括基板和布置在基板上的一个或多个壁元件；布置在基板上的一个或多个第一辐射元件，每个第一辐射元件被配置为在第一频段中辐射；布置在基板上的一个或多个第二辐射元件，每个第二辐射元件被配置为在第二频段中辐射；连接到一个或多个第一辐射元件的第一馈电网络，用于将一个或多个第一辐射元件用作第一天线阵列；以及连接到一个或多个第二辐射元件的第二馈电网络，用于将一个或多个第二辐射元件用作第二天线阵列；其中，第一馈电网络至少部分地作为一个或多个金属层中的金属层设置在一个或多个壁元件上。
[0009]通过为第一方面的天线元件设置介电体和布置在一个或多个壁元件上的至少一个金属层以形成第一馈电网络，第一方面的天线元件允许在更有限的空间中集成两个馈电网络。因此，当形成两个馈电网络时，可以避免使用多层结构和/或线路交叉。与传统天线设备相比，不需要附加的印刷电路板(PCB)来将相应的射频(RF)信号分配到不同天线阵列的辐射元件，因为馈电网络的所有部分都可以在一个组件中实现。
[0010]布置在基板上的一个或多个壁元件可以与基板一体形成和/或可以从基板突出。此外，第一频段和第二频段可以是重叠的或非重叠的频段。
[0011]在第一方面的一种实现方式中，一个或多个壁元件包括沿着基板的边缘延伸的外壁元件，第一馈电网络的一部分作为一个或多个金属层中的金属层设置在外壁元件上。
[0012]因此，第一馈电网络可以被设置用于为第一天线阵列的第一辐射元件馈电，而与第二馈电网络没有任何线路交叉。
[0013]在第一方面的一种实现方式中，第一馈电网络的一部分作为一个或多个金属层中的金属层设置在外壁元件的表面之一上，并且第一馈电网络的接地作为一个或多个金属层中的金属层设置在外壁元件的相对表面上。
[0014]因此，由外壁元件提供的空间被更高效地用于提供第一馈电网络。
[0015]在第一方面的一种实现方式中，外壁元件被配置为符合来自一个或多个第一辐射元件的辐射和/或来自一个或多个第二辐射元件的辐射。
[0016]因此，外壁元件还可以用于改善天线元件的辐射特性，例如天线元件的辐射图案的方向性，以及天线元件的端口参数，例如与多频段天线中并排布置的相邻天线列的耦合。
[0017]在第一方面的一种实现方式中，第一馈电网络包括用于根据第一极化操作一个或多个第一辐射元件的第一馈电元件和用于根据第二极化操作一个或多个第一辐射元件的第二馈电元件；外壁元件包括第一壁部分和第二壁部分；第一馈电元件作为一个或多个金属层中的金属层设置在第一壁部分上，第二馈电元件作为一个或多个金属层中的金属层设置在第二壁部分上。
[0018]因此，外壁元件上的空间可以高效地用于为第一天线阵列的第一辐射元件馈电。
[0019]在第一方面的一种实现方式中，一个或多个壁元件还包括一个或多个内壁元件，每个内壁元件将外壁元件连接到一个或多个第一辐射元件中的一个；第一馈电网络的一部分作为一个或多个金属层中的金属层设置在内壁元件上。
[0020]因此，附加的壁元件可以用于提供/形成第一馈电网络，具体地，以将第一馈电网络连接到所有第一辐射元件，还有那些位于第一阵列中更中心的第一辐射元件(尤其是在
包括例如多行和多列辐射元件的较大第一阵列的情况下)。此外，内壁元件可以用于第一辐射元件与第二辐射元件之间的附加的隔离，从而改善天线元件的辐射特性。
[0021]在第一方面的一种实现方式中，第二馈电网络至少部分地作为一个或多个金属层中的金属层设置在基板上。
[0022]因此，介电体用于以高效的方式形成两个馈电网络，即，所需的空间较小，并且不需要任何线路交叉或多层结构。
[0023]在第一方面的一种实现方式中，一个或多个壁元件和辐射元件布置在基板的上表面上；第二馈电网络的一部分作为一个或多个金属层中的金属层设置在基板的下表面上；基板布置在天线元件的反射板上，反射板用作第二馈电网络的接地。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于多频段天线设备的天线元件(100)，所述天线元件(100)包括：设置有一个或多个金属层的介电体(101)，所述介电体(101)包括基板(101a)和布置在所述基板(101a)上的一个或多个壁元件(101b)；布置在所述基板(101a)上的一个或多个第一辐射元件(102)，每个第一辐射元件(102)被配置为在第一频段中辐射；布置在所述基板(101a)上的一个或多个第二辐射元件(103)，每个第二辐射元件(103)被配置为在第二频段中辐射；连接到所述一个或多个第一辐射元件(102)的第一馈电网络(104)，用于将所述一个或多个第一辐射元件(102)用作第一天线阵列；以及连接到所述一个或多个第二辐射元件(103)的第二馈电网络(105)，用于将所述一个或多个第二辐射元件(103)用作第二天线阵列；其中，所述第一馈电网络(104)至少部分地作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述一个或多个壁元件(101b、101c)上。2.根据权利要求1所述的天线元件(100)，其中：所述一个或多个壁元件(101b、101c)包括沿着所述基板(101a)的所述边缘延伸的外壁元件(101b)，以及所述第一馈电网络(104)的一部分作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述外壁元件(101b)上。3.根据权利要求2所述的天线元件(100)，其中：所述第一馈电网络(104)的所述一部分作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述外壁元件(101b)的表面之一上，以及用于所述第一馈电网络(104)的接地作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述外壁元件(101b)的相对表面上。4.根据权利要求2或3所述的天线元件(100)，其中：所述外壁元件(101b)被配置为符合来自所述一个或多个第一辐射元件(102)的辐射和/或来自所述一个或多个第二辐射元件(103)的辐射。5.根据权利要求2至4中任一项所述的天线元件(100)，其中：所述第一馈电网络(104)包括用于根据第一极化操作所述一个或多个第一辐射元件(102)的第一馈电元件以及用于根据第二极化操作所述一个或多个第一辐射元件(102)的第二馈电元件；所述外壁元件(101b)包括第一壁部分和第二壁部分；以及所述第一馈电元件作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述第一壁部分上，所述第二馈电元件作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述第二壁部分上。6.根据权利要求2至5中任一项所述的天线元件(100)，其中：所述一个或多个壁元件(101b、101c)还包括一个或多个内壁元件(101c)，每个内壁元件(101c)将所述外壁元件(101b)连接到所述一个或多个第一辐射元件(102)中的一个第一辐射元件；以及所述第一馈电网络(104)的一部分作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述内壁元件(101c)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线元件(100)，其中：所述第二馈电网络(105)至少部分地作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述基板(101a)上。8.根据权利要求7所述的天线元件(100)，其中：所述一个或多个壁元件(101b、101c)和所述辐射元件(102、103)布置在所述基板(101a)的上表面上；所述第二馈电网络(105)的一部分作为所述一个或多个金属层中的金属层设置在所述基板(101a)的下表面上；以及所述基板(101a)布置在所述天线元件(100)的反射板上，所述反射板用作所述第二馈电网络(105)的接地。9.根据权利要求8所述的天线元件(100)，其中：所述反射板被配置为将来自所述一个或多个第一辐射元件(102)的辐射和/或来自所述一个或多个第二辐射元件(103)的辐射反射到主辐射方向。10.根据权利要求7所述的天线元件(100)，其中：所述一个或多个壁元件(10b、c)和所述辐射元件(102、103)布置在所述基板(101a)的上表面上；所述第二馈电网络(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡安，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：