具有超表面透镜的天线制造技术

本公开涉及一种天线，包括：反射板；安装成从反射板向前延伸的第一辐射元件列，被配置为发出第一频带内的第一电磁辐射；安装在第一辐射元件列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的至少一些第一辐射元件，并且被配置为调节第一电磁辐射的辐射方向图

【技术实现步骤摘要】
具有超表面透镜的天线


[0001]本公开涉及通信系统，更具体地，涉及一种具有超表面透镜的天线
、
例如多频带天线
。

技术介绍

[0002]蜂窝通信系统在本领域中是公知的
。
在蜂窝通信系统中，地理区域被分成一系列区域，这些区域被称为由各个基站服务的“小区”。
基站可以包括一个或多个基站天线，其被配置为提供与由基站服务的小区内的移动订户的双向射频
(“RF”)
通信
。
[0003]在许多情况下，每个基站被划分为各“扇区”。
在最常见的配置中，六角形小区分为三个
120
°
扇区，每个扇区由一个或多个产生辐射图案或者说“天线波束”的基站天线提供服务，其方位半功率波束宽度
(HPBW)
约为
65
°
。
通常，基站天线安装在塔架结构上，其中由基站天线产生的天线波束向外指向
。
基站天线通常实现为辐射元件的线性或平面相控阵列
。
[0004]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的频带中增加了蜂窝服务
。
虽然在一些情况下，有可能使用所谓的“宽带”或“超宽带”辐射元件的线性阵列来在多个频带中提供服务，但在其它情况下，需要使用不同的辐射元件的线性阵列或平面阵列来支持不同频带中的服务
。
[0005]随着频带数量的增加，扇区化的增加变得越来越普遍
(
例如，将小区划分成六个
、
九个或者甚至十二个扇区
)
，并且在典型的基站处部署的基站天线的数量显著增加
。
然而，由于本地分区条例和
/
或天线塔的重量以及风力载荷限制等原因，对于可以在给定基站处部署的基站天线的数量经常存在限制
。
为了在不进一步增加基站天线数量的情况下增加容量，已经引入了所谓的多频带天线，其中辐射元件的多个阵列被包括在单个天线中
。
一种常见的多频带天线包括用于在
617
‑
960MHz
频带中的一些或全部中提供服务的“低频带”辐射元件的多个线性阵列，以及用于在
1427
‑
2690MHz
频带中的一些或全部中提供服务的“中频带”辐射元件的多个线性阵列
。
这些低频带和中频带辐射元件的线性阵列典型地以并排方式安装
。
[0006]为了以商业上可接受的方式实现这类多频带天线，这些低频带和中频带辐射元件的线性阵列在其各自的运行频带内的辐射方向图的一些参数
(
例如俯仰角宽度
、
方位角宽度
、
方向性和
/
或增益
)
应符合预定要求
。
[0007]此外，为了以商业上可接受的方式实现这类多频带天线，除了辐射方向图的一些参数应符合预定要求之外，由于本地分区条例和
/
或天线塔的重量以及风力载荷限制等原因，天线的尺寸也受到限制
。
通常紧凑的天线尺寸是希望的
。

技术实现思路

[0008]本公开的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的具有超表面透镜的天线
、
例如多频带天线
。
[0009]根据本公开的第一方面，提供了一种天线，包括：
[0010]反射板；
[0011]安装成从反射板向前延伸的第一辐射元件列，被配置为发出第一频带内的第一电磁辐射；
[0012]安装在第一辐射元件列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的至少一些第一辐射元件，并且被配置为调节第一电磁辐射的辐射方向图
。
[0013]根据本公开的第二方面，提供了一种天线，包括：
[0014]反射板；
[0015]安装成从反射板向前延伸的辐射元件阵列，被配置为发出第一频带内的辐射方向图；
[0016]安装在辐射元件阵列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖辐射元件阵列中的至少一些辐射元件，并且被配置为调节所述辐射方向图
。
[0017]根据本公开的第三方面，提供了一种多频带天线，包括：
[0018]反射板；
[0019]安装成从反射板向前延伸的第一辐射元件列，被配置为发出第一频带内的第一电磁辐射；
[0020]安装成从反射板向前延伸的第二辐射元件列，被配置为发出第二频带内的第二电磁辐射；
[0021]安装在第一辐射元件列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的至少一些第一辐射元件，并且被配置为调节第一电磁辐射的辐射方向图
。
[0022]根据本公开的第四方面，提供了一种天线，包括：
[0023]反射板；
[0024]安装成从反射板向前延伸的第一列辐射元件；
[0025]安装成从反射板向前延伸的第二列辐射元件；
[0026]安装在第一列和第二列辐射元件前方的至少一个超表面透镜，所述至少一个超表面透镜被配置为覆盖第一列和第二列辐射元件中的
60
％以上的辐射元件
。
[0027]根据本公开的第五方面，提供了一种集成式天线，其特征在于，所述集成式天线包括无源天线和有源天线，所述无源天线构成为根据本公开所述的天线，或者所述无源天线构成为根据本公开所述的多频带天线
。
[0028]通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚
。
附图说明
[0029]构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理
。
[0030]图1是根据本公开一些实施例的天线的示意性简化端视图
。
[0031]图2是图1的天线的一种示例性应用场景的示意图
。
[0032]图3是图1的天线的另一种示例性应用场景的示意图
。
[0033]图4是根据本公开一些实施例的多频带天线的示例性立体图，其中天线罩被移除
。
[0034]图5是图4的多频带天线的示意性正视图
。
[0035]图6是图4的多频带天线的示意性端视图
。
[0036]图7是图4的多频带天线的示例性立体图，其中超表面透镜被移除
。
[0037]图8是图7的多频带天线的示意性正视图
。
[0038]图9是图7的多频带天线的示意性端视图
。
[0039]图
10
是根据本公开一些实施例的多频带天线的多层超表面透镜的示例性立体图
。
[0040]图
11
是图
10
中的多层超表面透镜中的一层超表面透镜的示意性正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
天线，包括：反射板；安装成从反射板向前延伸的第一辐射元件列，被配置为发出第一频带内的第一电磁辐射；安装在第一辐射元件列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的至少一些第一辐射元件，并且被配置为调节第一电磁辐射的辐射方向图
。2.
根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜被配置为调节第一电磁辐射的辐射方向图的俯仰角宽度
。3.
根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜被配置为缩窄第一电磁辐射的辐射方向图的俯仰角宽度
。4.
根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜被配置为沿着天线纵向伸长的透镜
。5.
根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的
60
％以上的第一辐射元件
。6.
根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜被配置为覆盖第一辐射元件列中的
80
％以上的第一辐射元件
。7.
根据权利要求1至6之一所述的天线，其特征在于，所述超表面透镜的具有金属图案的主表面基本上平行于反射板；和
/
或所述金属图案包括至少一列图案单元；和
/
或超表面透镜的折射特性通过改变各图案单元的形状
、
数量和
/
或排列方式来调节；和
/
或每列图案单元包括针对第一电磁辐射呈现不同折射特性的多个图案单元；和
/
或每列图案单元包括处于超表面透镜的端部区域的第一图案单元和处于超表面透镜的中间区域的第二图案单元，所述第一图案单元针对第一电磁辐射的折射率大于所述第二图案单元针对第一电磁辐射的折射率；和
/
或每列图案单元中各图案单元针对第一电磁辐射的折射率被配置为：从超表面透镜的端部区域朝向中间区域阶梯式地或连续地递减；和
/
或所述超表面透镜构成为印刷电路板透镜，所述印刷电路板透镜包括介质基板，在介质基板的第一主表面和
/
或第二主表面上印制有金属图案；和
/
或所述超表面透镜包括具有金属图案的冲压金属板透镜；和
/
或所述天线包括在前向上彼此叠置的多层超表面透镜；和
/
或多层超表面透镜中的沿着前向方向从后往前所涉及的多个图案单元具有针对第一电磁辐射的不同折射特性；和
/
或所述天线包括第一超表面透镜和处于第一超表面透镜前方的第二超表面透镜，沿着前向方向从后往前涉及第一超表面透镜的第三图案单元和第二超表面透镜的第四图案单元，所述第三图案单元针对第一电磁辐射的折射率大于所述第四图案单元针对第一电磁辐射的折射率；和
/
或所述多个图案单元针对第一电磁辐射的折射率被配置为：沿着前向方向从后往前阶梯式地或连续地递减；和
/
或
所述金属图案具有多行图案单元，每行图案单元包括在水平方向上彼此并排的多个图案单元；和
/
或每行图案单元中的各图案单元被配置为基本上相同的；和
/
或所述多层超表面透镜被实现成一块多层印刷电路板；和
/
或所述多层超表面透镜在前向方向上彼此间隔开距离；和
/
或所述天线包括介质支承结构，多层超表面透镜借助于所述介质支承结构被安装在第一辐射元件列的前方；和
/
或所述介质支承结构构造成天线罩支架；和
/
或所述天线包括多个第一辐射元件列，并且针对每个第一辐射元件列具有单独的超表面透镜；和
/
或所述天线包括多个第一辐射元件列，并且针对所述多个第一辐射元件列具有共同的超表面透镜；和
/
或所述天线包括安装成从反射板向前延伸的第二辐射元件列，被配置为发出第二频带内的第二电磁辐射；和
/
或所述超表面透镜针对第一电磁辐射的折射率大于设定折射率，而所述超表面透镜针对第二电磁辐射的折射率小于设定折射率；和
/
或所述设定折射率为
1.2、1.3、1.4、1.5、1.6
或
1.8
；和
/
或在所述超表面透镜上形成有谐振结构，所述第二频带处于谐振结构的阻带内，使得超表面透镜被配置为对于第二电磁辐射基本上隐身
。8.
天线，包括：反射板；安装成从反射板向前延伸的辐射元件阵列，被配置为发出第一频带内的辐射方向图；安装在辐射元件阵列前方的超表面透镜，所述超表面透镜被配置为覆盖辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长富，郭鹏斐，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：