应的孔中。在图1中，示出了用于双极化操作的一对交叉的(或正交设置的)偶极天线。然而，在本发明的可替代的实施例中，可以使用用于单一线性极化操作的单个偶极天线。
[0029]在包括接地面上的高频段和低频段辐射器(例如偶极天线)的散布的阵列的这样的双频段天线100(特别是蜂窝基站天线)中，高频段偶极天线中的单极(共模)共振可能导致对低频段辐射器的模式的主要干扰。高频段偶极天线的馈电器通常包括将偶极天线臂部连接到接地面的电缆、管、或印刷电路板，通常形成平衡-不平衡变换器(balun)。单极共振涉及在预期的低频段内、与偶极天线臂部的对接地面的电容共振的高频段偶极天线的中央馈电的电感。在低频段，来自高频段偶极天线茎部(stem)中的感应电流的辐射发生在距视轴的广角处，且在水平极化中测得的方位模式中特别明显。.
[0030]偶极天线的天线通常包括以近似于四分之一波长与接地面分隔开的四分之一波长偶极天线臂部。当高频段波长近似于低频段波长的一半时，高频段偶极天线臂部和其柄可能呈现低频段中的共模共振。本发明的实施例提供用于将单极共振的频率向下调谐以将单极共振从感兴趣的频段移开的技术。该技术涉及在高频段偶极天线的下面使杯状的凹陷或凹部下沉进入接地面中、加长馈电结构、以及将馈电结构连接至接地面凹陷的底部。该结构保持偶极天线臂部至接地面的关系，同时还加长共振电路的感应部分并降低其共振频率。该技术通常对第一差分共振模式具有很小的影响。如下文所解释，在接地面中的凹陷或凹部优选的通过在接地面中形成孔来实施，具有环形凸缘或唇部的杯状结构设置在孔中。
[0031]根据本发明的实施例，高频段辐射器130包括至少一个偶极天线、馈电柄、以及由导电材料(例如金属)制成的管状或大致管状的本体。图2和图3示出了根据本发明的实施例的两个管状本体200、300，用于在相应的馈电柄的至少一部分的周围提供“壕沟” ο管状本体200、300具有如图2所示的环形凸缘220，或具有如图3所示的大致环形的凸缘320，其由物理地分隔开的叶片形成。开路端230、330设置在管状本体200、300的一端，其形成“壕沟”的部分。管状本体200、300的另一端是短路的(未在图2和图3中示出)。管状本体200可以具有圆柱形或稍微圆锥形的形状，并在开路端和短路端之间具有管状段210，如图2所示。术语“管状”并不必然意味着圆柱形或甚至圆形的截面，例如，管状本体300具有由物理地分隔开的金属段形成的大致的六边形的本体，如图3所示。
[0032]在图4A和图4B的等距视图和侧视图中更详细的示出了高频段辐射器130。高频段辐射器130，如图4A和图4B中所实施的，包括用于双极化的一对交叉的偶极天线410、412。再次，可以采用用于单一线性极化操作的单个偶极天线，或用于双极化操作的一对交叉的(或正交设置的)偶极天线。每个偶极天线410、412包括由适合于高频段的导电金属(例如微带线或另一合适的导体)制成的两个偶极天线臂部410、410B、412A、412B。如图4A和图4B中所实施的，交叉的偶极天线410、412由非导电的电介质板414的上表面上的导电带形成。馈电柄440为每个偶极天线410、412馈电，且包括一个或多个非导电的电介质基板本体450(例如聚四氟乙烯电介质板)和形成在每个基板本体450上的适合于作为平衡-不平衡变换器的导体470 (例如铜带)。优选的，馈电柄440由交叉的印刷电路板制成，但也可以整体地由金属制成。馈电柄440由通过基板414突出的印刷电路板的导电凸部430在一端连接相应的偶极天线410、412。馈电柄440的印刷电路板在另一端具有用于连接同轴电缆460的配置，其通过图4B中示出的短路底部段212突出。导体470A、470B联接至每个相应的偶极天线410、412以及相应的馈电连接部460，馈电连接部460从图4中的管状本体200的底部突出。
[0033]图2和图3中示出的管状或大致的管状本体200、300适合于连接双频段蜂窝基站天线100的接地面110。管状本体200可以是圆柱形(见图2)或大致圆柱形的形式。可替代的，管状本体300可以是六边形、或大致六边形的形式(见图3)。如图4B所示，管状本体200、300直接地或由电容耦合，通过环形凸缘220、320在开口端230电连接至接地面110。开口端230、330，管状段210、310，以及在另一端的短路段212限定管状本体200、300的内腔230、300、或壕沟。馈电柄440的至少一部分(由图4B中的双头箭头472表示)通过开口端230设置在管状本体200内。重要的是，管状本体200、300(特别是段210、310)适合于具有将馈电柄440的部分472封闭在管状本体200的内腔230中的长度L;长度L取决于频率的高频段和低频段范围，从而高频段辐射器130的共模共振低于频率的低频段范围。优选的，高频段辐射器130适合于1710至2690MHz的频率范围。低频段辐射器可以适合于698-960MHZ的频率范围的全部或部分。
[0034]超宽频段天线100可以包括多个环形电介质盘(例如塑料垫片)。每个电介质盘可以设置为围绕分别的高频段辐射器130的管状本体，并在高频段辐射器130的环形凸缘220、320和接地面110之间。
[0035]因此，本文所描述和/或附图中示出的超宽频段多频段蜂窝基站天线和用于该天线的高频段辐射器仅以示例方式呈现且并非限制本发明的范围。除非另有具体说明，天线的单独的方面和部件可以被修改，或可能已被替代为已知的等价物，或者尚未知的替代物，例如可能在未来被开发或例如可能在未来找到的可接受的替代物。
【主权项】
1.一种双频段蜂窝基站天线的高频段辐射器，所述双频段包括低频段和高频段，所述高频段辐射器包括: 至少一个偶极天线，其包括由适合于所述高频段的导电材料制成的两个偶极天线臂部； 用于为所述至少一个偶极天线馈电的馈电柄，其包括非导电的电介质基板本体，以及形成在所述基板本体上且适合于用作平衡-不平衡变换器的导体，所述馈电柄在一端连接所述至少一个偶极天线、并在另一端具有至少一个馈电连接器，所述导体联接至所述至少一个偶极天线以及所述至少一个馈电连接器；以及 大致管状本体，其由导电材料制成并具有适合于连接所述双频段蜂窝基站天线的接地面的凸缘，所述管状本体在开口端通过所述凸缘直接地或通过电容耦合而电连接至接地面、并在另一端短路以限定所述管状本体的内腔，所述馈电柄的至少一部分通过所述开口端设置在所述管状本体内，所述管状本体适合于使所述馈电连接器在所述短路端通过所述管状本体延伸。2.如权利要求1所述的高频段辐射器，包括用于双极化的一对交叉的偶极天线，每个偶极天线包括由适合于所述高频段的导电材料制成的两个偶极天线臂部。3.如权利要求1所述的高频段辐射器，其中所述管状本体是圆柱形的。4.如权利要求1所述的高频段辐射器，其中所述管状本体是六边形的或大致的六边形的。5.如权利要求1所述的高频段辐射器，其中所述管状本体适合于具有用于将所述馈电柄的一部分封闭在所述管状本体的内腔中的长度，所述长度取决于频率的高频段和低频段范围，使得所述高频段辐射器的共模共振低于频率的低频段范围。6.如权利要求1所述的高频段辐射器，其中所述高频段辐射器适合于1710至2690MHz的频率范围。7.—种蜂窝双频段基站天线，所述双频段具有适用于蜂窝通信的低频段和高频段，所述双频段天线包括: 多个低频段辐射器，其每一个适合于在所述双频段天线的接地面上提供空白区，用于在所述双频段天线中定位高频段辐射器;以及 多个如权利要求1所述的高频段辐射器，所述高频段辐射器配置为至少一个阵列，所述低频段辐射器以预定的间隔散布在所述高频段辐射器之间。8.如权利要求7所述的超宽频段天线，还包括接地面，所述接地面具有形成在其中的孔，每个高频段辐射器设置在形成在所述接地面中的相应的孔中。9.如权利要求8所述的超宽频段天线，还包括多个环形电介质盘，其每一个设置为围绕相应的高频段辐射器的所述管状本体、且在所述高频段辐射器的所述凸缘和所述接地面之间。10.如权利要求7所述的超宽频段天线，其中每个低频段辐射器适合于698-960MHZ的频率范围的全部或部分。11.一种辐射单元，包括: 馈电柄，包括平衡一不平衡变换器； 偶极天线，具有安装在所述馈电柄上的两个偶极天线臂部，每个偶极天线臂部具有近似于用于所述偶极天线的运行的预期频率的波长的四分之一的长度；以及 壕沟，具有用于所述馈电柄的安装表面以及适合于安装在接地面上的凸缘； 其中所述馈电柄具有长于用于所述偶极天线的运行的预期频率的波长的四分之一的长度，且所述偶极天线臂部定位在所述壕沟的凸缘上方近似于运行的预期频率的波长的四分之一的长度的位置处。12.如权利要求11所述的辐射单元，还包括用于双极化的一对交叉的偶极天线。13.如权利要求11所述的辐射单元，其中所述壕沟是大致的圆柱形。14.如权利要求11所述的辐射单元，其中所述管状本体是大致六边形的。15.如权利要求11所述的福射单元，其中所述福射单元是高频段单元，且其中所述馈电柄的长度取决于频率的高频段和低频段范围，使得所述辐射单元的共模共振低于频率的低频段范围。16.如权利要求15所述的福射单元，其中所述福射单元适合于1710至2690MHz的频率范围。17.—种蜂窝双频段基站天线，所述双频段具有适用于蜂窝通信的低频段和高频段，所述双频段天线包括: 多个低频段辐射单元，其每一个适合于在所述双频段天线的接地面上提供空白区，用于在所述双频段天线中定位高频段单元;以及 如权利要求11所述的多个高频段辐射单元，所述高频段辐射单元配置为至少一个阵列，所述低频段辐射单元以预定的间隔散布在所述高频段辐射单元之间。
【专利摘要】公开了一种超宽频段双频段蜂窝基站天线的高频段辐射器。高频段辐射器包括至少一个偶极天线、馈电柄、以及管状本体，管状本体由导电材料制成并具有环形边缘。每个偶极天线包括两个由导电材料制成的偶极天线臂部。馈电柄为偶极天线馈电，且包括非导电的电介质基板本体和形成在基板本体以作为平衡-不平衡变换器的导体。馈电柄在一端连接偶极天线，并在另一端具有至少一个馈电连接器，导体联接在其之间。管状本体适合于在开口端通过环形凸缘电连接至接地面；本体在另一端短路以限定管状本体的内腔。馈电柄的至少一部分设置在管状本体内。
【IPC分类】H01Q21/26, H01Q1/12, H01Q21/28, H01Q5/40
【公开号】CN105684217
【申请号】
【发明人】B.B.琼斯
【申请人】康普科技有限责任公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年9月9日