具有开口端迹线的偶极子天线元件的制作方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月13日提交的美国临时专利申请no.62/116,332的权益，该申请的内容通过引用被整体结合于此。

背景技术：

本公开的各个方面可以涉及基站天线，并且更具体地，涉及基站天线的偶极子天线元件。

用于无线语音和数据通信的多频带天线是已知的。例如，用于全球移动通信系统(gsm)服务的公共频带可以包括gsm900和gsm1800。多频带天线中的低频带可以包括gsm900频带，其可以在880-960mhz的频率范围中操作。低频带还可以包括例如在790-862mhz的频率范围内的附加频谱。

多频带天线的高频带可以包括gsm1800频带，该频带可以在1710-1880mhz的频率范围内操作。高频带还可以包括例如通用移动电信系统(umts)频带，通用移动电信系统频带可以在1920-2170mhz的频率范围内操作。附加频带可以包括可以在2.5-2.7ghz的频率范围内操作的长期演进(lte)，以及可以在3.4-3.8ghz的频率范围内操作的wimax。

当采用偶极子元件作为辐射元件时，将偶极子设计成使得它的第一谐振频率处于期望的频带中是常见的。在多频带天线中，用于较高频带的辐射图案可能由于被设计成在较低频带处进行辐射的辐射图案中所产生的谐振而失真。这种谐振可能影响多频带天线的高频带辐射元件和/或低频带辐射元件的性能。

技术实现要素：

本公开的各个方面可以涉及被配置为在第一频带中操作的第一频带辐射元件，用于减少与被配置为在第二频带中操作的一个或多个第二频带辐射元件相关联的失真。第一频带辐射元件可以包括第一印刷电路板。第一印刷电路板可以包括第一表面，该第一表面包括连接到天线的馈电板的馈电网络的第一馈电线。辐射元件还可以包括与第一表面相对的第二表面。第二表面可以包括连接到馈电板的接地平面的一个或多个第一导电平面；以及耦接到该一个或多个导电平面的一个或多个第一开口端迹线。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解以下详细描述。为了说明的目的，在附图中示出了各种实施例。但是，应当理解的是，本发明不限于所示的精确布置和手段(instrumentality)。

在附图中：

图1是第二频带辐射元件的一个阵列的两个极化(polarization)的隔离曲线；

图2是第二频带辐射元件的另一个阵列的隔离曲线；

图3是第二频带辐射元件的阵列之间的隔离曲线；

图4是根据本公开的方面的在第二频带辐射元件之间的第一频带辐射元件的图示；

图5是根据本公开的方面的第一频带辐射元件的放大图；

图6是根据本公开的方面的第一频带印刷电路板(pcb)柄(stalk)的前侧的图示；

图7是根据本公开的方面的第一频带pcb柄的后侧的图示；

图8是根据本公开的方面的第一频带pcb柄的后侧的示意图；

图9是根据本公开的方面的天线中的第二频带辐射元件的一个阵列的两个极化的隔离曲线，其中该天线采用在一个或多个第一频带辐射元件上的开口端迹线；

图10是根据本公开的方面的天线中的第二频带辐射元件的另一个阵列的隔离曲线，其中该天线采用在一个或多个第一频带辐射元件上的开口端迹线；以及

图11是根据本公开的方面的第二频带辐射元件的阵列之间的隔离曲线。

具体实施方式

在以下描述中使用某些术语仅仅是为了方便起见，而不是限制性的。单词“下”、“底”、“上”和“顶”表示在附图中进行参考的方向。除非本文特别说明，否则术语“一”、“一个”和“该”不限于一个元素，而是应该被理解为意味着“至少一个”。术语包括上述单词、其派生词以及类似导入的单词。还应当理解的是，当涉及本发明的部件的尺寸或特性时，本文所使用的术语“约”、“大约”、“通常”、“基本上”等术语指示所描述的尺寸/特性不是严格的边界或参数，并且不排除从中得出的功能上类似的小变化。至少，包括数值参数的这些引用将包括使用本领域中接受的数学和工业原理(例如，舍入、测量或其它系统误差、制造公差等)将不会改变最低有效数字的变化。

如上面所讨论的，常常存在来自第一频带辐射元件(例如，被配置为在低频带中操作的辐射元件)的谐振产生与第二频带辐射元件(例如，被配置为在高频带中操作的辐射元件)的干扰的问题。例如，图1、图2和图3分别是常规多频带天线的第二频带辐射元件的阵列(例如，高频带元件的第一阵列)的两个极化的隔离曲线、第二频带辐射元件的另一个阵列(例如，高频带元件的第二阵列)的隔离曲线、以及第二频带阵列之间的隔离曲线。如图2能最好看到的，在第一高频带阵列的两个极化的、第二高频带阵列的以及第一高频带阵列和第二高频带阵列之间的隔离曲线上，在1.7ghz的操作频率附近出现尖峰。该尖峰可以表示高频带频率上的谐振，这可能对天线性能产生负面影响。

本公开的方面可以涉及包括用于开口端迹线的第一频带辐射元件，用于减小(可以有效去除)第二频带频率上的谐振(诸如上述尖峰)。这种装置可以在多频带天线中使用，以减少不同操作频带之间的耦合。

图4是去除了天线罩(randome)的基站天线的一部分的透视图。该部分示出了安装在基站天线的平面404上的第一频带辐射元件400和多个第二频带辐射元件402。第一频带辐射元件400可以被配置为在低频带中操作，并且该多个第二频带辐射元件402可以被配置为在高频带(例如，比低频带的频带高的频带)。例如，高频带可以在1695-2700mhz的频率范围内，并且低频带可以在698-960mhz的频率范围内。如图所示，第一频带辐射元件400和第二频带辐射元件402分别可以采用交叉偶极子(crosseddipole)的形式。平面404可以包括具有相对的共面表面(即，顶表面和底表面)的pcb基板，在这些共面表面上可以沉积相应的覆铜层。请注意的是，图4的第一频带辐射元件400和第二频带辐射元件402的图示仅仅以非限制性示例的方式，并且可以预期其它配置。例如，可以存在符合本公开的精神的任何数量的第一频带辐射元件和第二频带辐射元件。

图5是根据本公开的方面的第一频带辐射元件500的放大图。第一频带辐射元件500可以采用交叉平衡-不平衡转换馈电(balun-fed)偶极子502、504的形式。交叉平衡-不平衡转换馈电偶极子502、504中的每一个可以包括具有前侧(未示出)和相对的后侧508(例如，接地侧)的垂直部分(“柄”)pcb。

图6是平衡-不平衡转换馈电偶极子502、504之一的两个pcb柄600、601的前侧的表面的图示。这两个pcb柄中的一个pcb柄600可以包括从pcb柄600的顶部下降的槽603。这两个pcb柄中的另一个pcb柄601可以包括从pcb柄601的底部向上延伸的槽604。这两个pcb柄600、601中的每一个的前侧可以包括馈电线602，馈电线602可以被连接到基站天线的馈电网络。

如图7中所示，柄600、601中的一个的相对的后侧(例如诸如后侧508)可以包括导电层，该导电层包括电连接到接地平面(未示出)的一对导电平面704、706。对于第一频带辐射元件500，两个pcb柄600、601可以耦接在一起，使得槽603可以接合pcb柄601的顶部，并且槽604可以接合pcb柄600的底部。两个pcb柄600、601可以被布置成使得它们将彼此平分，并且彼此成大致直角(rightangle)。馈电线602中的每一个可以电容耦接到导电平面704、706，当它们被激发时，可以组合以提供交叉平衡-不平衡转换馈电偶极子502、504。连接到两个导电平面704、706中的一个或多个的是开口端迹线802，结合图8更详细地描述开口端迹线802。

如从图8中的pcb柄600的后侧(虚线所示)和前侧(实线所示)的放大示意图中可以最佳地看出的，后侧可以包括开口端迹线802，其中每一个开口端迹线可以连接到两个导电平面704、706中的一个。偶极子臂801可以附连到pcb600的相应端部。开口端迹线802中的每一个可以充当两个第一频带pcb柄之间的第二频带短路点，以减少第一频带pcb柄上的第二频带能量流，这可以有助于减少或消除第二频带谐振。开口端迹线802中的每一个相对于两个导电平面704、706的位置可以变化，但是可以略微低于平衡-不平衡转换交叉点804(例如，在柄上前侧的输入迹线可以交叉后侧的导线处的高度)。开口端迹线802的这种位置可以对第一频带性能产生最小的影响。根据本文所讨论的方面，开口端迹线中的每一个可以优选地具有该开口端迹线在其中实现的多频带天线的第二频带频率信号的1/4波长的长度。然而，符合本公开的精神，开口端迹线中的每一个也可以是其它长度。此外，如本领域已知的，本文所讨论的柄pcb中的每一个的高度可以是不同的长度。

图9、图10和图11分别是根据本公开的方面采用以上所讨论的开口端迹线的第一高频带阵列的两个极化的、第二高频带阵列的以及第一高频带阵列和第二高频带阵列之间的隔离曲线。如图所示，在第二高频带阵列的两个极化的隔离曲线以及第一高频带阵列和第二高频带阵列之间的隔离曲线上，在1.7ghz的操作频率附近不再存在尖峰。

照此，贯穿本文所讨论的本公开的方面可以用来减轻来自低频带偶极子辐射元件的谐振产生对高频带频率的干扰的问题，而没有对低频带天线元件本身的性能产生显著的(如果有的话)影响。

现在已经详细讨论了本公开的各个方面；但是，本发明不应当被理解为限于这些方面。还应当理解的是，在本发明的范围和精神内可以做出本发明的各种修改、调整和替代实施例。