用于基站天线应用的紧凑型宽带双极化辐射元件的制作方法

本发明一般而言涉及无线电通信，并且更具体而言，涉及用于在蜂窝通信系统中使用的基站天线的辐射元件。

背景技术：

蜂窝通信系统在本领域中是众所周知的。在蜂窝通信系统中，地理地区被分成称为“小区”的一系列区域，这些小区由相应的基站服务。基站可以包括一个或多个基站天线，这一个或多个基站天线被配置成为位于由基站服务的小区内的移动订户提供双向射频(“rf”)通信。基站天线常常被安装在塔上，其中由基站天线生成的辐射图案(在本文中也称为“天线波束”)指向外。许多小区被分成“扇区”。在也许是最常见的配置中，六边形的小区被分成三个120°扇区，并且每个扇区由一个或多个基站天线服务，这一个或多个基站天线生成具有大约65°的方位半功率波束宽度(hpbw)的天线波束。通常，基站天线包括多个相控天线阵列，每个相控天线阵列包括多个辐射元件，当天线被安装以供使用时，这些辐射元件被布置在一个或多个垂直列中。在本文中，“垂直”是指垂直于由地平线定义的水平平面的方向。每个天线阵列生成相应的天线波束，或者如果天线阵列是用双极化辐射元件形成的，那么生成两个天线波束。相控天线阵列包括辐射元件列(相对于单个辐射元件)，以便缩窄天线波束的垂直或“仰角”波束宽度，这既可以增加阵列的增益，又可以减少与相邻小区的干扰。

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。蜂窝运营商已经应用了各种方法来支持这些新频带中的服务，包括增加每个天线的辐射元件的线性阵列(或平面阵列)的数量。随着更多的辐射元件列被添加到典型的天线中，已经致力于减小辐射元件的尺寸，以便减少相邻的辐射元件列之间的相互作用。此外，随着被包括在天线中的辐射元件的数量增加，降低辐射元件的单位成本的优势增加。

技术实现要素：

根据本发明的实施例，提供了辐射元件，包括：导电贴片(conductivepatch)，具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；馈送网络，包括第一馈送线至第四馈送线，每个馈送线与第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙交叉；以及导电环，至少部分地围绕导电贴片的外围并包围第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙。

在一些实施例中，当在平面图中观察辐射元件时，导电环可以是完全围绕导电贴片的连续环。

在一些实施例中，导电环可以具有多个区段，并且每个区段可以包围第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙。

在一些实施例中，馈送网络还可以包括第一输入端、耦合到第一输入端的第一功率分配器、第二输入端以及耦合到第二输入端的第二功率分配器，并且第一馈送线和第二馈送线可以耦合到第一功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端，并且第三馈送线和第四馈送线可以耦合到第二功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端。

在一些实施例中，导电贴片的至少一部分可以在印刷电路板的第一金属层上实现，其中第一馈送线至第四馈送线包括在印刷电路板的第二金属层上的金属迹线，并且其中第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围。

在一些实施例中，印刷电路板的第二金属层还可以包括多个金属焊盘，每个金属焊盘经由在印刷电路板的第一金属层和第二金属层之间延伸的一个或多个镀覆通孔电连接到导电贴片。

在一些实施例中，导电贴片可以包括在印刷电路板的第一金属层上实现的第一部分和在印刷电路板的不同金属层上实现的第二部分。在一些实施例中，印刷电路板的该不同金属层可以是印刷电路板的第二金属层。

在一些实施例中，导电环可以是电浮置的。在其他实施例中，导电环可以电连接到导电贴片。在一些实施例中，导电环可以与导电贴片的至少一部分共面。

根据本发明的另外的实施例，提供了用于基站天线的辐射元件，包括：包括导电贴片的印刷电路板，该导电贴片具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；各自从基站天线的反射器延伸到印刷电路板的第一同轴线缆和第二同轴线缆；以及导电短截线(conductivestub)，将第一同轴线缆的外部导体物理连接并电连接到第二同轴线缆的外部导体。

在一些实施例中，印刷电路板可以从反射器向前安装在大于与辐射元件的操作频带的中心频率对应的波长的四分之一的距离处。

在一些实施例中，导电短截线可以位于与印刷电路板相距与辐射元件的操作频带的中心频率对应的波长的大约四分之一处。在一些实施例中，导电短截线可以被定位成距离反射器比距离印刷电路板更近。

在一些实施例中，第一同轴线缆和第二同轴线缆的外部导体可以被焊接到印刷电路板。

在一些实施例中，辐射元件还可以包括被定位成与第一同轴线缆和第二同轴线缆相邻的第一导电管和第二导电管。

在一些实施例中，印刷电路板还可以包括馈送网络，该馈送网络具有：第一输入端，电连接到第一同轴线缆的内部导体；第一功率分配器，耦合到第一输入端；第一传输线和第二传输线，从第一功率分配器延伸以与相应的第一缝隙和第二缝隙交叉；第二输入端，电连接到第二同轴线缆的内部导体；第二功率分配器，耦合到第二输入端；以及第三传输线和第四传输线，从第二功率分配器延伸以与相应的第三缝隙和第四缝隙交叉。

在一些实施例中，导电贴片可以至少部分地在印刷电路板的第一金属层上实现，其中馈送网络在印刷电路板的第二金属层上实现，其中第二金属层还包括多个金属焊盘，每个金属焊盘电连接到导电贴片，并且其中第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围。

根据本发明的还有另外的实施例，提供了用于基站天线的辐射元件，包括：包括导电贴片的印刷电路板，该导电贴片具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；以及馈送杆，将印刷电路板安装在基站天线的反射器前面。印刷电路板的第一金属层包括导电贴片的第一部分，并且印刷电路板的第二金属层包括导电贴片的第二部分。

在一些实施例中，导电贴片的第一部分可以电容耦合到导电贴片的第二部分。在其他实施例中，导电贴片的第一部分可以流电(galvanically)连接到导电贴片的第二部分。

在一些实施例中，印刷电路板还可以包括馈送网络，该馈送网络包括第一输入端、耦合到第一输入端的第一功率分配器以及从第一功率分配器延伸以与相应的第一缝隙和第二缝隙交叉的第一传输线和第二传输线，以及第二输入端、耦合到第二输入端的第二功率分配器以及从第二功率分配器延伸以与相应的第三缝隙和第四缝隙交叉的第三传输线和第四传输线。

在一些实施例中，馈送网络可以在印刷电路板的第二金属层上实现。

在一些实施例中，导电贴片的第一部分可以包括导电贴片的中心部分，并且导电贴片的第二部分可以包括第一环形金属层，该第一环形金属层具有与导电贴片的中心部分重叠的内部部分和超出导电贴片的中心部分向外延伸的外部部分。

在一些实施例中，导电贴片还可以包括第三部分，该第三部分包括第二环形金属层，该第二环形金属层具有与导电贴片的第二部分的第一环形金属层重叠的内部部分和超出导电贴片的第二部分的第一环形金属层向外延伸的外部部分。

在一些实施例中，导电贴片的第三部分可以在第一金属层中实现。

在一些实施例中，第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙可以延伸到导电贴片的外围。

根据本发明的附加的实施例，提供了用于基站天线的辐射元件，包括：导电贴片，具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙至第四缝隙和各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第五缝隙至第八缝隙，第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围，第一缝隙至第八缝隙将导电贴片分成四个导电臂；以及第一迹线，从第一导电臂延伸到第二导电臂以将第一缝隙与第二缝隙分开。

在一些实施例中，辐射元件还可以包括：第二迹线，从第二导电臂延伸到第三导电臂以将第五缝隙与第六缝隙分开；第三迹线，从第三导电臂延伸到第四导电臂以将第三缝隙与第四缝隙分开；以及第四迹线，从第四导电臂延伸到第一导电臂以将第七缝隙与第八缝隙分开。

在一些实施例中，辐射元件还可以包括馈送杆，该馈送杆将印刷电路板安装在基站天线的反射器前面。

根据本发明的另外的实施例，提供了抑制基站天线中的共模谐振的方法。基站天线可以至少包括反射器、被配置为在第一操作频带中操作的第一辐射元件的阵列以及被配置为在第二操作频带中操作的第二辐射元件的阵列。每个第二辐射元件包括从反射器向前定位的辐射器单元和连接到辐射器单元的至少一个同轴馈送线缆。根据这些方法，同轴馈送线缆中的对第二辐射元件中的第一第二辐射元件进行馈送的第一同轴馈送线缆的外部导体在接地位置处电连接到反射器，该接地位置被选择以使得在接地位置与第二辐射元件中的第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的rf传输路径的物理距离是在第一操作频带中的任何频率处都不谐振的距离。

在一些实施例中，接地位置可以是同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆的外部导体流电连接到反射器的后表面的位置。例如，同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆可以通过暴露外部导体的一部分并将外部导体的暴露部分焊接到反射器来流电连接到反射器的后表面。同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆可以在辐射器单元和印刷电路板之间延伸，并且印刷电路板可以包括接地接片(tab)，在接地接片处印刷电路板的接地导体耦合到反射器。

在一些实施例中，在接地位置和第二辐射元件中的第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的rf传输路径的物理距离可以是同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆的长度以及同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆连接到印刷电路板的位置与接地接片之间的距离的总和。

在接地位置和第二辐射元件中的第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的rf传输路径的物理距离例如可以不是第一操作频带中的任何频率的四分之一波长的倍数。

在一些实施例中，同轴馈送线缆中的第二同轴馈送线缆也可以对第二辐射元件中的第一第二辐射元件进行馈送，并且导电短截线可以将同轴馈送线缆中的第一同轴馈送线缆的外部导体物理连接并电连接到同轴馈送线缆中的第二同轴馈送线缆的外部导体。在这样的实施例中，第二辐射元件中的第一第二辐射元件的辐射器单元可以从反射器向前安装在大于与第二操作频带的中心频率对应的波长的四分之一的距离处，并且导电短截线可以位于与辐射器单元相距与辐射元件的第二操作频带的中心频率对应的波长的大约四分之一处。在一些实施例中，导电短截线可以被定位成距离反射器比距离辐射器单元更近。

附图说明

图1a是根据本发明的实施例的基站天线的侧视透视图。

图1b是图1a的基站天线在天线罩被去除的情况下的示意性前视图。

图2a和图2b分别是根据本发明的实施例的双极化辐射元件的侧视透视图和分解侧视透视图。

图3a是图2a-图2b的双极化辐射元件的辐射器单元的前视图。

图3b和图3c是图3a的辐射元件在被实现为没有导电环和具有导电环的情况下的交叉极化鉴别(cross-polarizationdiscrimination)性能的曲线图。

图4a和图4b是根据本发明的另外的实施例的可以代替图3a的辐射器单元使用的辐射器单元的前视图。

图5a是根据本发明的另外的实施例的辐射元件的透视后视图，其中馈送同轴线缆的外部导体被焊接在一起。

图5b和图5c分别是图5a的辐射元件在没有导电短截线和具有导电短截线的情况下的模拟方位图案。

图5d和图5e是分别示出图5a的辐射元件在没有导电短截线和具有导电短截线的情况下的模拟回波损耗的曲线图。

图5f和图5g是分别示出图5a的辐射元件在没有导电短截线和具有导电短截线的情况下的模拟端口到端口隔离的曲线图。

图6是根据本发明的还有另外的实施例的辐射元件的透视后视图，该辐射元件包括被焊接到馈送线缆的一对金属棒。

图7是根据本发明的另外的实施例的辐射器单元的前视图。

图8是根据本发明的还有另外的实施例的辐射器单元的前视图。

图9a和图9b分别是根据本发明的另外的实施例的辐射器单元印刷电路板在辐射器单元的馈送网络被省略的情况下的前视图和后视图。

图10a和图10b分别是根据本发明的还有另外的实施例的辐射器单元印刷电路板在馈送网络被省略的情况下的前视图和后视图。

图11a和图11b分别是根据本发明的又一些附加的实施例的辐射器单元印刷电路板在辐射器单元的馈送网络被省略的情况下的前视图和后视图。

图12a和图12b分别是根据本发明的又一些附加的实施例的辐射器单元印刷电路板的前视图和后视图。

图13a和图13b分别是图12a和图12b的辐射器单元印刷电路板的阴影前视图和后视图。

图14a是包括安装在反射器上的一对辐射元件的基站天线的一部分的侧视图，该对辐射元件由安装在反射器后面的功率分配器印刷电路板馈送。

图14b是图14a的功率分配器印刷电路板的后视图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，提供了适于在基站天线中使用的小型低成本双极化辐射元件。在一些实施例中，辐射元件可以被配置为在1427-2690mhz频带或其一部分中操作。例如，在一些实施例中，辐射元件可以被设计为在1695-2690mhz频带中操作。但是，将认识到的是，根据本发明的实施例的辐射元件可以被缩放以在其他频带中操作。辐射元件可以在宽的操作频带上表现出高水平的端口到端口隔离、良好的交叉极化鉴别、低插入损耗和合适的方位波束宽度性能。

在一些实施例中，辐射元件可以包括辐射器单元和馈送杆。馈送杆可以被用于将辐射器单元安装在基站天线的反射器前方合适的距离处。辐射元件可以可选地包括导向器(director)和导向器支撑件。辐射器单元可以包括导电贴片，该导电贴片具有沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙。第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙可以从导电贴片的外围朝着导电贴片的中间或“中心区域”延伸，并且这四个缝隙可以将导电贴片分成四个臂。在一些实施例中，每个臂可以是大致饼形的楔状物，并且这四个臂可以在导电贴片的中心区域中彼此电连接。

在一些实施例中，可以使用印刷电路板来实现辐射器单元。在这样的实施例中，印刷电路板可以包括第一金属化层和第二金属化层，该第一金属化层包括导电贴片的至少一部分，该第二金属化层包括馈送网络，其中这两个金属层被电介质层分开。在一些实施例中，导电贴片可以整体地在印刷电路板的第一金属化层上实现，而在其他实施例中，导电贴片的第二部分可以在不同金属化层上实现，该不同金属化层在各种实施例中可以是第二金属化层和/或第三金属化层。在其他实施例中，导电贴片可以是金属片贴片，并且任何合适的馈送网络都可以被用于将rf信号馈送到金属片贴片中的缝隙。导电贴片可以具有任何合适的形状，包括圆形、方形、八边形等。如图所示，导电贴片还可以是这样的形状的变型和/或近似。

馈送网络可以包括第一馈送线至第四馈送线，其中每个馈送线与第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙交叉。在示例非限制性实施例中，馈送线可以被实现为微带传输线或共面波导传输线。馈送网络还可以包括第一输入端、耦合到第一输入端的第一功率分配器、第二输入端以及耦合到第二输入端的第二功率分配器。第一馈送线和第二馈送线可以耦合到第一功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端，并且第三馈送线和第四馈送线可以耦合到第二功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端。

在一些实施例中，辐射器单元还可以包括导电环，该导电环至少部分地围绕导电贴片的外围并且包围第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙。在一些实施例中，导电环可以是完全围绕导电贴片的连续金属环，而在其他实施例中，导电环可以包括多个区段，其中每个区段包围第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙。导电环可以电连接到地或可以电浮置。导电环可以电容地使导电贴片负载，这可以改进辐射元件的交叉极化鉴别性能，特别是在较低的频率处。

在一些实施例中，馈送杆可以包括一对同轴馈送线缆，这一对同轴馈送线缆将天线的相应的第一rf端口和第二rf端口耦合到辐射器单元。馈送杆还可以包括结构支撑件，诸如例如塑料支撑杆。结构支撑件可以被用于将辐射器单元安装在反射器前面和/或将同轴馈送线缆维持在适当位置以用于连接到辐射器单元。为了增加辐射元件的带宽，馈送杆可以将辐射器单元安装在其中使用了该辐射元件的基站天线的反射器前面多于四分之一波长处，其中波长是指与该辐射元件的操作频带的中心频率对应的波长。在一些实施例中，两个同轴馈送线缆的外部导体可以被焊接或以其他方式电连接在一起。例如，两个外部导体可以在与辐射器单元相距大约四分之一波长的距离处被焊接在一起。这可以改进辐射元件的端口到端口隔离性能。一对金属棒可以在同轴馈送线缆的任一侧上提供。这些棒可以在辐射器单元后面提供更对称的结构，这可以帮助改进辐射元件的端口到端口隔离性能。

在还有其他实施例中，导电贴片可以在垂直方向上被延长，这可以缩窄仰角波束宽度和/或减小由辐射元件形成的天线波束中的光栅波瓣的大小。在还有其他实施例中，导电贴片中的缝隙可以从导电贴片的中心向外延伸，并且可以在金属贴片的外围处被封闭。在还有其他实施例中，四个曲折迹线可以被用于在导电贴片的外围附近将导电贴片的相邻的臂电连接。

根据本发明的还有另外的实施例，提供了用于抑制共模谐振的技术，用于将rf信号馈送到上述辐射器单元的同轴馈送线缆可能在不同操作频带中操作的其他附近辐射元件的响应中生成该共模谐振。根据这些技术，每个同轴馈送线缆的外部导体可以在一位置处电连接到诸如基站天线的反射器之类的公共接地参考(commongroundreference)，在该位置处，在接地位置和辐射器单元之间延伸的rf传输路径的长度可以不是在不同频带中操作的其他附近辐射元件的操作频带中谐振的长度。每个rf传输路径的长度可以是同轴馈送线缆的长度加上同轴馈送线缆的端部与接地位置之间的任何附加路径的长度。理想地，在接地位置和辐射器单元之间延伸的rf传输路径的长度可以保持尽可能短，以便减少插入损耗，但也被选择以使得由同轴馈送线缆(以及到接地位置的其他rf传输路径)形成的单极子的电学长度在其他附近辐射元件的操作频带中不谐振。

根据本发明的实施例的辐射元件可以具有许多优点。第一，辐射元件可以具有小的物理占用面积(footprint)，因此可以表现出改进的列到列隔离。第二，辐射元件的制造可以是廉价的，并且与许多常规的辐射元件相比，可以要求较少的焊接连接。减少的焊点数量可以简化组件，同时还减少无源互调失真(passiveintermodulationdistortion)的潜在来源的数量。此外，辐射元件可以具有非常大的操作频带，同时满足所有必要的性能度量。

现在将参考附图更详细地讨论本发明的实施例。

图1a和图1b图示了根据本发明的某些实施例的基站天线10。具体地，图1a是基站天线10的侧视透视图，并且图1b是天线10在其天线罩被去除以图示天线的内部部件的情况下的前视图。本文描述的根据本发明的实施例的任何辐射元件都可以被用于实现基站天线10中的辐射元件(下面描述)。

如图1a中所示，基站天线10是沿着纵轴l延伸的细长结构。基站天线10可以具有管状形状，该管状形状具有大致矩形的横截面。天线10包括天线罩12和顶部端盖14，顶部端盖14可以与天线罩12成一体或可以不与天线罩12成一体。天线10还包括底部端盖16，底部端盖16包括安装在其中的多个连接器18。天线10通常以垂直配置安装(即，当天线10被安装用于正常操作时，纵轴l可以大致垂直于由地平线定义的平面)。

如图1b中所示，基站天线10包括天线组件20，天线组件20可以可滑动地插入到天线罩12中。天线组件20包括具有反射器24的接地平面结构22。天线10的各种机械和电子部件可以被安装在反射器24后面，诸如例如移相器、远程电子倾斜(“ret”)单元、机械联动装置、控制器、双工器等。反射器24可以包括或包含金属表面，该金属表面既用作反射器又用作天线10的辐射元件的接地平面。

多个双极化低频带辐射元件32和多个双极化高频带辐射元件42被安装成从反射器24向前延伸。低频带辐射元件32被安装在垂直列中以形成低频带辐射元件32的线性阵列30，并且高频带辐射元件42被安装在两个垂直列中以形成高频带辐射元件42的两个线性阵列40-1、40-2。低频带辐射元件32的线性阵列30可以被定位在高频带辐射元件42的两个线性阵列40-1、40-2之间。每个线性阵列30、40-1、40-2可以被用于形成一对天线波束，即，具有+45°极化的第一天线波束和具有-45°极化的第二天线波束。要注意的是，在本文中，当提供多个相似的元件时，这些元件可以由两部分的附图标记标识。完整的附图标记(例如，线性阵列40-2)可以被用于指代单独的元件，而附图标记的第一部分(例如，线性阵列40)可以被用于共同地指代这些元件。

低频带辐射元件32可以被配置为在第一频带中发送和接收信号。在一些实施例中，第一频带可以包括694-960mhz频率范围或其一部分。高频带辐射元件42可以被配置为在第二频带中发送和接收信号。在一些实施例中，第二频带可以包括1427-2690mhz频率范围或其一部分。将认识到的是，辐射元件的线性阵列的数量可以与图1b中所示的不同，每个线性阵列的辐射元件的数量和/或线性阵列的位置也可以不同。还将认识到的是，可以使用多列阵列来代替和/或附加于辐射元件的线性阵列。

如上所述，本发明的实施例提供了低成本、高性能的双极化辐射元件，其可以被用于例如实现图1b中所示的高频带辐射元件42中的每一个。现在将参考图2a-图3c来描述这样的双极化辐射元件100的第一实施例。辐射元件100可以例如被用作图1a-图1b的基站天线10中的高频带辐射元件42中的每一个。

图2a和图2b分别是根据本发明的实施例的双极化辐射元件100的侧视透视图和分解侧视透视图。如图2a-图2b中所示，辐射元件100包括馈送杆110、辐射器单元140和导向器单元190。

馈送杆110可以被用于安装辐射元件100以从基站天线10的反射器24向前延伸。所示实施例中的馈送杆110包括可以由例如塑料制成的支撑杆120以及一对同轴馈送线缆130-1、130-2。在一些实施例中，辐射器单元140可以被安装在塑料支撑杆120上。塑料支撑杆120可以包括用于将同轴馈送线缆130-1、130-2维持在其适当位置的内部引导特征部122，以及用于将塑料支撑杆120安装在反射器24(图1b)中的开口中的安装基座124，使得塑料支撑杆120从反射器24向前延伸。同轴馈送线缆130-1、130-2可以被布线(route)为从基站天线10的其他部件(例如，从机电移相器组件)到塑料支撑杆120被安装在其中的反射器24中的开口，这些其他部件从反射器24向后安装。同轴馈送线缆130-1、130-2可以延伸穿过开口并且可以通过支撑杆120中的引导特征部122被布线到辐射器单元140。同轴馈送线缆130-1、130-2可以被物理和/或电连接到辐射器单元140。具体地，同轴馈送线缆130的外部导体可以电连接到辐射器单元140的导电贴片(参见图3a)，而同轴馈送线缆130的中心导体可以耦合到辐射器单元140的馈送网络(参见图3a)。

为了增加辐射元件100的带宽，馈送杆110可以被设计为将辐射器单元140安装在基站天线10的反射器24前面多于四分之一波长处，其中波长是指与辐射元件100的操作频带的中心频率对应的波长。

虽然图2a-图2b的支撑杆110包括塑料支撑件120和一对同轴馈送线缆130-1、130-2，但是将认识到的是，在其他实施例中塑料支撑件120可以被省略，并且在还有其他实施例中同轴馈送线缆130-1、130-2可以用其他馈送结构(例如，印刷电路板馈送部、金属传输线馈送部等)来代替。

导向器单元190可以包括导向器支撑件192和导向器194。导向器194可以包括例如扁平金属件，该扁平金属件比被包括在辐射器单元140中的导电贴片稍小。导向器支撑件192被用于将导向器194安装在辐射器单元140上方的合适高度处。导向器194可以帮助使辐射元件100的辐射图案在方位平面和仰角平面两者中都缩窄。

现在将参考图3a-图3c描述被包括在辐射元件100中的辐射器单元140。但是，将认识到的是，可以使用各种不同的辐射器单元设计。下面将参考图4a-图4b和图6-图11b讨论可以代替辐射器单元140使用的其他辐射器单元的示例。

图3a是图2a-图2b的双极化辐射元件100的辐射器单元140的前视图。可以使用印刷电路板142来实现辐射器单元140，印刷电路板142具有被电介质层148分开的第一金属化层144和第二金属化层146。为了简化附图，在图3a中未示出电介质层148(但是例如在图9a-图10b中示出了可以被用于实现电介质层148的合适电介质层)，并且使用不同的颜色来描绘第一金属化层144和第二金属化层146。在一些实施例中，当辐射器单元140被实现在被安装在基站天线中的辐射元件中时，第一金属化层144可以是后金属化层，并且第二金属化层146可以是前金属化层。

如图3a中所示，导电贴片150可以在第一金属化层144中形成。导电贴片150可以包括在印刷电路板142的电介质层148的背面上形成的铜图案。在导电贴片150中形成四个缝隙152-1至152-4，其中金属化被省略以暴露电介质层148。每个缝隙152可以从导电贴片150的中心附近的相应点径向延伸到导电贴片150的外围。缝隙152可以将导电贴片150分成四个臂154-1至154-4。每个缝隙152可以分别从相邻缝隙旋转地偏移-90°和90°。因此，第一缝隙152-1和第二缝隙152-2可以沿着第一轴l1延伸，并且第三缝隙152-3和第四缝隙152-4可以沿着垂直于第一轴l1的第二轴l2延伸。第一缝隙152-1可以以-45°的角度延伸，第二缝隙152-2可以以+135°的角度延伸，第三缝隙152-3可以以+45°的角度延伸，并且第四缝隙152-4可以以-135°的角度延伸。第一缝隙至第四缝隙152-1至152-4中的每一个缝隙可以从导电贴片150的外围朝着导电贴片150的中间或“中心区域”延伸，并且四个缝隙152可以将导电贴片150分成四个臂154-1至154-4。每个臂154可以是大致饼形的楔状物，并且四个臂154可以在导电贴片150的中心区域中彼此电连接。

如图3a中所示，在一些实施例中，每个缝隙152的宽度可以在其一端或两端扩展，以提供扩大的缝隙端部156。此外，例如在一些贴片臂154的中心区域中，可以移除/省略一些金属化(连同印刷电路板142的下面的电介质材料)，以创建开口158。导向器支撑件192的腿可以被安装在这些开口158中。

印刷电路板142的第二金属化层146可以面向前，并且可以包括馈送网络160，馈送网络160被用于将rf信号耦合到导电贴片150和从导电贴片150耦合rf信号。馈送网络160可以包括第一馈送线至第四馈送线166-1至166-4，其中每个馈送线166-1至166-4与第一缝隙至第四缝隙152-1至152-4中的相应一个缝隙交叉。在一些实施例中，馈送线166可以被实现为微带传输线。如图3a中所示，在其他实施例中，可以在馈送线166中的一些或全部的一侧或两侧提供金属焊盘167，并且这些金属焊盘167可以经由延伸通过印刷电路板142的电介质层148的镀覆通孔(未示出)电连接到下面的导电贴片150。当导电贴片150连接到地电位时，金属焊盘167可以将馈送线166从微带传输线转换成共面波导传输线。还将认识到的是，可以使用任何其他合适类型的馈送线，包括例如线缆或带状线或以上任何馈送线的组合。

馈送网络160还可以包括第一输入端162-1和第二输入端162-2以及第一功率分配器164-1和第二功率分配器164-2。输入端162可以各自包括金属焊盘。孔163可以延伸通过每个金属焊盘162的中心并且通过印刷电路板142的电介质层148，使得相应的同轴馈送线缆130-1、130-2的中心导体可以被插入通过印刷电路板142并通过相应的金属焊盘162-1、162-2。同轴馈送线缆130-1、130-2的中心导体可以被焊接(或以其他方式电连接)到相应的金属焊盘162-1、162-2。同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体可以被焊接(或以其他方式电连接)到导电贴片150。每个输入焊盘162-1、162-2可以充当拆分被输入到相应输入焊盘162的rf信号的相应功率分配器164-1、164-2。馈送线166-1和166-2从第一功率分配器164-1的两个输出端延伸并与相应的第一缝隙152-1和第二缝隙152-2交叉，并且馈送线166-3和166-4从第二功率分配器164-2的两个输出端延伸并与相应的第三缝隙152-3和第四缝隙152-4交叉。在所描绘的实施例中，每个馈送线166-1至166-4端接到四个四分之一波长短截线168-1至168-4中的相应一个中。因此，在馈送线166-1至166-4上输入的rf信号对相应的缝隙152-1至152-4进行馈送。具体地，当馈送线166-1和166-2被激励时，缝隙152-1和152-2被馈送，使得导电贴片150辐射具有-45°极化的rf能量。同样，当馈送线166-3和166-4被激励时，缝隙152-3和152-4被馈送，使得导电贴片150辐射具有+45°极化的rf能量。

如图3a中进一步所示，辐射器单元140还可以包括导电环170，导电环170至少部分地围绕导电贴片150的外围并且包围第一缝隙至第四缝隙152-1至152-4中的每一个缝隙。在所描绘的实施例中，导电环170是在后金属化层144上实现的薄的连续的金属环，其完全围绕导电贴片150。导电环170可以电容地使导电贴片150负载。已经发现，这可以改进辐射元件100的交叉极化鉴别性能。图3b和图3c是辐射元件100在具有导电环170和没有导电环170的情况下的交叉极化鉴别性能的曲线图。如图所示，在没有环的情况下(图3b)，交叉极化鉴别低至6.4db，而在具有环的情况下，交叉极化鉴别在辐射元件100的整个1.695-2.690ghz操作频带上均大于7.75db。

图4a和图4b分别是根据本发明的另外的实施例的辐射器单元140a、140b的前视图，辐射器单元140a、140b可以代替图3a的辐射器单元140使用。为了简化附图，图4a和图4b仅图示了导电贴片150和导电环170a、170b，并且没有图示馈送网络。将认识到的是，图3a的馈送网络160可以被用作图4a的辐射器单元140a或图4b的辐射器单元140b的馈送网络。导电贴片150a、150b中的缝隙152a、152b与导电贴片150中的缝隙152的设计略有不同，并且在导电贴片150a、150b中省略了安装孔158，但是在其他方面导电贴片150、150a和150b相同。

如图4a中所示，除了提供了将导电环170a与导电贴片150a电短路的四个接片172之外，辐射器单元140a的导电环170a与导电环170相同。因此，导电环170a被维持在地电位，并且不像图3a的导电环170那样电浮置。如图4b中所示，导电环170b类似于导电环170a，但是导电环170b是包括由间隙176分开的四个部段174的不连续的环。每个部段174通过一对接片172电连接到导电贴片150b。

图5a是根据本发明的另外的实施例的辐射元件200的透视后视图，其中馈送同轴线缆的外部导体通过导电短截线彼此电连接。

除了一个例外之外，辐射元件200可以与上面讨论的辐射元件100相同，这个例外是在辐射元件200中同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体通过导电短截线232电连接在一起。要注意的是，在图5a中未示出辐射元件200的各种特征，诸如导向器单元190的杆支撑件120。

每个同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体标称处于地电位。但是，同轴馈送线缆130-1、130-2在辐射元件200附近可以不连接到公共地，因此，两个外部导体实际上可以不处于公共电位。这种电位差可以导致在同轴馈送线缆130-1、130-2上流动的电流不平衡，这会使辐射元件的端口到端口隔离和交叉极化天线图案性能恶化。如以上所讨论的，辐射器单元140可以被安装在反射器24前面多于四分之一波长处。这可以导致在同轴馈送线缆130-1、130-2中流动的电流不平衡。为了平衡电流，导电短截线232被用于物理连接并电连接同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体。在一些实施例中，导电短截线232可以包括焊点。在其他实施例中，导电短截线232可以包括被焊接或以其他方式连接到同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体的导电元件。在一些实施例中，导电短截线232可以被定位成与辐射单元140相距约四分之一波长。

图5b和图5c图示了导电短截线232对辐射元件200的天线图案的影响。在每个曲线图中示出了“共极化”和“交叉极化”天线图案，其中不同的曲线表示在辐射元件200的操作频带上的不同频率处的性能。共极化曲线示出功率随由辐射元件以预期极化发射的方位角度的变化。交叉极化曲线示出功率随由辐射元件以其他极化发射的方位角度的变化。

如图5b中所示，图5b描绘了如果不包括导电短截线时辐射元件200的模拟的共极化和交叉极化方位图案，在被测的两个最低频率(两者均在1700mhz附近)处在图案中存在非常高水平的交叉极化信号。图案中这种水平的交叉极化信号是不可接受的。如图5c中所示，图5c是当包括导电短截线232时辐射元件200的对应的曲线图，交叉极化水平显著降低并且实现了可接受的方位图案。

图5d和图5e图示了在辐射元件的1.695-2.690ghz操作频带上在没有(图5d)和具有(图5e)导电短截线232的情况下回波损耗随辐射元件200的频率的变化。如图5d中所示，在没有导电短截线232的情况下，在操作频带的下边缘处看到了不可接受的高水平的回波损耗(大于-10db)。作为对照，图5e示出，当添加了导电短截线232时，在整个操作频带上，回波损耗低于-13db。图5f(没有短截线232)和图5g(具有短截线232)示出添加导电短截线232还提供了端口到端口隔离的显著改进。

图6是根据本发明的还有另外的实施例的辐射元件300的后视透视图，辐射元件300包括一对金属管336，这对金属管336被安装在一对同轴馈送线缆130-1、130-2旁边。辐射元件300可以与以上讨论的辐射元件100相同但有一个例外，这个例外是两个导电管336与同轴馈送线缆130-1、130-2的外部导体相邻地安装。要注意的是，在图6中未示出辐射元件300的各种特征，诸如导向器单元190的杆支撑件120。管336可以增加辐射元件300的端口到端口隔离。在示例实施例中，管336可以是空心金属管、实心金属管或同轴线缆。管336的添加使辐射元件300的所有四个臂上的电流平衡。

图7是根据本发明的另外实施例的辐射器单元440的前视图。辐射器单元440可以例如在图2a-图2b的辐射元件100中使用。如图7中所示，辐射器单元440具有小于一的宽高比(aspectratio)(该宽高比在这里被定义为当包括辐射器单元440的辐射元件被安装用于正常使用时的宽度与高度之比)。这是因为导电贴片450和导电环470两者在垂直方向上被延长。

通过在垂直方向延长辐射器单元440，可以减小辐射元件列中的相邻元件之间的距离。这可以帮助减小光栅波瓣的大小，光栅波瓣是指仰角图案(并且具体是在高仰角角度处)中的在不期望方向上的旁瓣。包括辐射器单元440的辐射元件的方位图案大致可以与包括辐射器单元110的辐射元件的方位图案相同，而在包括辐射器单元440的辐射元件的仰角图案中的主瓣的波束宽度可以减小。但是，仰角波束宽度改进和光栅波瓣减小必须与端口到端口隔离的预期恶化取得平衡。

图8是根据本发明的还有另外的实施例的辐射器单元540的前视图。辐射器单元540类似于图3a的辐射器单元140，但是不同之处在于，缝隙552一直延伸到导电贴片550的中心，并且缝隙不再延伸到导电贴片550的外围。辐射器单元540可以生成与由辐射器单元140生成的天线图案相似的天线图案，并且还可以表现出相似的回波损耗性能。辐射器单元540的一个潜在困难是导电贴片550的中心没有被金属化，因此没有方便的地方用于将同轴馈送线缆130-1、130-2连接到导电贴片550，并且馈送网络的位于印刷电路板中心的传输线在电介质的相对侧上没有接地平面。此外，如果同轴馈送线缆被安装在导电贴片550的中心，那么外部导体可以负面地影响导电贴片550的操作。因此，诸如馈送线缆之类的不同馈送结构(未示出)可以被用于对导电贴片550的缝隙552进行馈送。

图9a和图9b分别是根据本发明的另外的实施例的辐射器单元640(其使用印刷电路板642来实现)的前视图和后视图，其中辐射器单元640的馈送网络被省略。辐射器单元640包括在印刷电路板642的两个不同金属化层上实现的导电贴片650。具体地，导电贴片650的第一部分651-1在印刷电路板642的后金属化层644上实现，而导电贴片650的第二部分651-2在印刷电路板642的前金属化层646上实现。第一部分651-1包括导电贴片650的中心部分并且在其中具有四个缝隙652，而第二部分651-2包括导电贴片650的外部部分并且具有其中有四个缝隙652的环形形状。外部部分651-2与中心部分651-1重叠。在所描绘的实施例中，镀覆通孔659被用于将导电贴片650的两个部分651电连接在一起。在其他实施例中，可以通过印刷电路板642的电介质层648来使用电容耦合。

导电环670围绕导电贴片650的外部部分651-2。在所描绘的实施例中，导电环670在印刷电路板642的前金属化层646上形成，但是在其他实施例中，它可以在后金属化层644上形成。为了简化附图而未在图9a-图9b中示出的辐射器单元640的馈送网络可以与辐射器单元140的馈送网络160相同(或至少基本上相似)，并且可以在导电贴片650的环形第二部分651-2的内部中在印刷电路板642的前金属化层646上形成。

图10a和图10b分别是根据本发明的还有另外的实施例的辐射器单元740(其使用印刷电路板742来实现)的前视图和后视图，其中省略了馈送网络。辐射器单元740包括在印刷电路板742的两个不同层上实现的导电贴片750，但是在这种情况下，导电贴片750具有三个分开的部分。导电贴片750的第一部分751-1和第三部分751-3在印刷电路板742的后金属化层744上实现，而第二部分751-2在印刷电路板742的前金属化层746上实现。第一部分751-1包括导电贴片750的中心部分并且其中具有四个缝隙752，第二部分包括中间部分751-2并且具有其中有四个缝隙752的环形形状，并且第三部分包括外部部分751-3并且也具有其中有四个缝隙752的环形形状。中间部分751-2与中心部分751-1和外部部分751-3两者重叠。在所描绘的实施例中，镀覆通孔759被用于将导电贴片750的三个部分751电连接在一起。在其他实施例中，可以通过印刷电路板742的电介质层来使用电容耦合。

导电环770围绕导电贴片750的中间部分751-2。在所描绘的实施例中，导电环770在印刷电路板742的前金属化层746上形成，但是在其他实施例中，它可以在后金属化层744上形成。为了简化附图而未在图10a-图10b中示出的辐射器单元740的馈送网络可以与辐射器单元140的馈送网络160相同(或至少基本上相似)，并且可以在导电贴片750的环形第二部分751-2的内部中在印刷电路板742的前金属化层746上形成。

图11a和图11b分别是根据本发明的还有另外的实施例的辐射器单元840(其使用印刷电路板来实现)的前视图和后视图，其中再次省略了馈送网络。除了辐射器单元840的相邻臂854通过在导电贴片850的外围附近的曲折迹线855彼此电连接之外，辐射器单元840类似于上面讨论的辐射器单元140。因此，导电贴片850在其中包括总共八个缝隙，即，四个内部缝隙852-1至852-4和四个外部缝隙852-5至852-8。如图11b中所示，在印刷电路板的前金属化层846上，提供了与曲折迹线855重叠的四个金属焊盘857。因此，曲折迹线855和其对应的重叠金属焊盘857的组合就像两个相邻臂854之间的经滤波的连接一样起作用。

将认识到的是，根据本发明的实施例的上述辐射元件可以以任何方式组合以提供许多附加的实施例。例如，辐射元件200的导电短截线232和/或辐射元件300的导电管336可以被包括在本文描述的任何其他辐射元件中。类似地，图4a或图4b的导电环结构可以被用于代替任何其他实施例的导电环，或者可以完全省略导电环。本文描述的任何辐射器单元可以像图7的辐射器单元440一样被垂直延长，和/或用于任何导电贴片的缝隙设计都可以被修改为具有图8的导电贴片550的缝隙设计。附加地，任何导电贴片都可以被实现为如图9a-图10b所示的多层导电贴片，或者可以包括在图11a-图11b的导电贴片850中提供的滤波器。所有这些实施例都被认为在本发明的范围内。还将认识到的是，本说明书仅仅描述了几个示例实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以对其进行许多改变。

图12a和图12b分别是可以代替图2a-图2b的双极化辐射元件100的辐射器单元140使用的另一个替代辐射器单元940的前视图和后视图。辐射器单元940可以包括印刷电路板942，该印刷电路板942具有被电介质层948分开的第一金属化层944和第二金属化层946。在所描绘的实施例中，第一金属化层944是后金属化层(图12b)，并且第二金属化层946是前金属化层(图12a)。

类似于以上参考图3a讨论的辐射器单元140，辐射器单元940包括导电贴片950，该导电贴片950被实现在印刷电路板942的后金属化层944中。四个径向缝隙952-1至952-4被形成在导电贴片950中，其中每个缝隙952从导电贴片950的中心附近向外延伸。每个缝隙952包括其中省略(或移除)了后层金属化以暴露印刷电路板942的电介质层948的区域。每个缝隙952可以分别从相邻缝隙952旋转地偏移-90°和90°。如图12b所示，四个缝隙952将导电贴片950分成四个臂954-1至954-4。导电贴片950的每个臂954具有大致t形的区域，其中省略了金属化以形成相应的开口958，这些开口从相应的臂954的外边缘向内延伸。四个臂954在导电贴片950的中心区域中彼此连接。导电环970围绕导电贴片950。在所描绘的实施例中，导电环970形成在后金属化层944上，但是在其他实施例中，它可以形成在前金属化层944上。导电环970可以与辐射器单元140的导电环170相同。在其他实施例中，导电环970的一部分可以形成在前金属化层946中，并且剩余部分可以形成在后金属化层944中。

两个馈送线缆130-1、130-2(图2a-图2b)的外部导体可以在导电贴片950的中心区域中被焊接到导电贴片950。可以在导电贴片950上形成环形状(环形)焊接掩模951，如图12b所示。导电贴片950包括一对中心开口963，这一对中心开口963接收馈送线缆130-1、130-2的中心导体，使得中心导体可以穿过电介质基板948以电连接到在前金属化层946中形成的馈送网络960。两个馈送线缆130-1、130-2的中心导体与导电贴片950电隔离。

参考图12a，印刷电路板942的前金属化层946包括馈送网络960，该馈送网络960被用于将rf信号耦合到导电贴片950和从导电贴片950耦合rf信号。馈送网络960可以与以上参考图3a讨论的馈送网络160相似或相同，因此这里将省略其进一步描述。可以在馈送网络960的中心区域上形成焊接掩模962，以促进将馈送线缆130-1、130-2的中心导体焊接到馈送网络960的输入端。如图12a所示，前金属化层946还可以包括四个导电板959，这四个导电板959一起形成断开的环形环。断开的环形环通常可以围绕馈送网络960。每个导电板959可以与导电贴片950的臂954中的t形开口958中的相应一个重叠。导电板959可以与下面的导电贴片950电容耦合。

图13a和图13b分别是图12a和图12b的辐射器单元印刷电路板942的阴影前视图和后视图。在图13a-图13b中省略了在图12a-图12b的中间示出的焊接掩模951、962，以更好地图示后金属化层944和前金属化层946。

图12a-图13b的辐射器单元940可以具有在美国专利no.7,688,271的图7-图8中公开的辐射器单元的一般设计。特别地，参考图13a-图13b，可以看到，导电贴片950的每个臂954包括第一半部954a和第二半部954b，其包括从印刷电路板942的中心区域径向向外延伸的相应的第一腿954a和第二腿954b。如可以在图13b中的虚线框中看到的，每一对第一臂954的第一腿954a和相邻第二臂954的相邻第二腿954b一起形成大致t形的偶极子辐射器953。每个缝隙952将偶极子辐射器953中的相应一个的第一腿954a和第二腿954b分开。四个偶极子辐射器953形成具有大致八边形轮廓的偶极子方形。如同美国专利no.7,688,271的图7-图8中公开的辐射器单元一样，每个偶极子辐射器953由相应的钩形馈送线966馈送，该钩形馈送线966在印刷电路板942的相对侧上与偶极子辐射器953的相应缝隙952交叉。

在美国专利no.7,688,271的图7-图8中公开的辐射器单元与图12a-图13b的辐射器单元940之间存在几处不同。例如，在辐射器单元940中，馈送网络960被实现在前金属化层946上，并且偶极子辐射器953被实现在后金属化层944上，这与美国专利no.7,688,271中所示的相反。作为另一个示例，与被包括在辐射器单元940的臂954中的大致t形的开口958相比，在美国专利no.7,688,271中，导电贴片的每个臂中的其中移除了金属化的开口为大致菱形。作为另一个示例，辐射器单元940包括在前金属化层944上形成的导电板959，导电板959未在美国专利no.7,688,271的辐射器单元中提供。此外，美国专利no.7,688,271使用基于印刷电路板的馈送杆来向其辐射器单元馈送rf信号和从其辐射器单元馈送rf信号，而辐射器单元940被设计为通过一对同轴电缆130-1、130-2来直接馈送。

根据本发明的另外的实施例，提供了用于使辐射元件接地的技术，该技术可以用于抑制共模谐振，该共模谐振可以使在不同频带中操作的附近辐射元件的辐射图案失真。这些技术可以例如与本文公开的根据本发明的实施例的任何辐射元件一起使用。如上所述，同轴馈送线缆可以用作根据本发明的实施例的辐射元件的馈送元件。同样如上所述，在一些实施例中，同轴馈送线缆130的外部导体可以不耦合到辐射元件下方的反射器24，而是可以耦合到在天线内其他地方的反射器24。因此，同轴馈送线缆130的外部导体可以表现为单极子元件，该单极子元件的长度等于在同轴馈送线缆130连接到根据本发明的实施例的辐射器单元之一(例如，辐射器单元140)的点处与每个同轴馈送线缆130的外部导体被接地到反射器24的位置的距离。如果由同轴馈送线缆130的外部导体形成的单极子元件具有在可被包括在基站天线中的其他辐射元件的操作频带内谐振的长度，那么同轴馈送线缆130可以在这些其他辐射元件的响应中产生共模谐振，从而使其性能恶化。

根据本发明的实施例，辐射元件的同轴馈送线缆130的外部导体耦合到诸如天线的反射器之类的公共接地参考的点可以被选择以使得将不会在被包括在天线中的其他辐射元件的响应中产生共模谐振。特别地，从同轴馈送线缆130馈送的辐射器单元延伸到同轴馈送线缆130连接到公共接地参考(例如，反射器24)的点的每个同轴馈送线缆的“单极子”部段的长度可以被设置为将不会在任何其他附近辐射元件的操作频带中谐振的长度。因此，例如，如果同轴馈送线缆被用于馈送在1.695-2.690ghz频带中操作的所谓高频带辐射元件，这些高频带辐射元件与在696-960mhz频带中操作的其他所谓低频带辐射元件相邻地安装，那么同轴馈送线缆130的上述“单极子”部段的长度将被选择以使得它们在696-960mhz频带中不谐振(例如，对于696-960mhz频带内的任何频率，单极子部段的长度将不等于四分之一波长、一半波长、四分之三波长、一个波长等)。这种技术可以被用于抑制共模谐振，否则该共模谐振会使低频带辐射元件的性能恶化。

图14a是包括安装在反射器上的一对辐射元件的基站天线的一部分的侧视图，该对辐射元件由安装在反射器后面的功率分配器印刷电路板馈送。图14b是图14a的功率分配器印刷电路板的后视图。图14a和图14b将被用于解释如何能在不同频带中操作的附近辐射元件中抑制上述共模谐振。

如图14a中所示，基站天线包括反射器1000以及被安装成从反射器1000向前延伸的第一辐射元件1010-1和第二辐射元件1010-2。第一辐射元件1010-1由第一对同轴馈送线缆1030-1、1030-2馈送。第二辐射元件1010-2由第二对同轴馈送线缆1030-3、1030-4馈送。功率分配器印刷电路板1050被安装在反射器1000的后侧。

如图14b中所示，功率分配器印刷电路板1050包括第一输入端口1052-1和第二输入端口1052-2以及第一输出端口至第四输出端口1054-1至1054-4。第一输入同轴线缆1060-1和第二输入同轴线缆1060-2耦合到相应的第一输入端口1052-1和第二输入端口1052-2。用于第一辐射元件1010-1的同轴馈送线缆1030-1、1030-2耦合到相应的第一输出端口1054-1和第二输出端口1054-2。用于第二辐射元件1010-2的同轴馈送线缆1030-3、1030-4耦合到相应的第三输出端口1054-3和第四输出端口1054-4。功率分配器印刷电路板1050可以包括诸如例如微带传输线之类的传输线1056和诸如例如wilkinson功率分配器1058之类的一对功率分配器电路。第一传输线1056-1可以将第一输入端口1052-1连接到第一功率分配器电路1058-1的输入端，并且第三传输线1056-3和第四传输线1056-4可以将第一功率分配器电路1058-1的第一输出端和第二输出端连接到相应的第一输出端口1054-1和第二输出端口1054-2。类似地，第二传输线1056-2可以将第二输入端口1052-2连接到第二功率分配器电路1058-2的输入端，并且第五传输线1056-5和第六传输线1056-6可以将第二功率分配器电路1058-2的第一输出端和第二输出端连接到相应的第三输出端口1054-3和第四输出端口1054-4。

如图14b中进一步所示，功率分配器印刷电路板1050可以包括一个或多个接地接片1059，其中用于传输线1056的接地参考耦合到反射器1000。接地接片1059可以包括在用于传输线1056的接地参考与反射器1000之间的电连接(例如，该电连接可以是流电连接或电容连接)。

如图14a中所示，每个同轴馈送线缆1030的第一部段1032从反射器1000向前延伸到其相关联的辐射元件1010的辐射器单元1040。每个第一部段1032的长度可以是l1，l1通常在辐射元件1010的操作频带的中心频率的四分之一波长和八分之三波长之间。这些部段1032可以表现为从反射器/接地平面1000向前延伸的单极子。每个同轴馈送线缆1030包括第二部段1034，该第二部段1034沿着反射器1000的背侧从第一部段1032的远端延伸到功率分配器印刷电路板1050。每个第二部段1034的长度可以是l2，并且可以通过基于功率分配器印刷电路板1050的位置设计的天线来选择长度l2。如图14b中所示，功率分配器印刷电路板1050上的每个输出端口1054可以位于与最近的接地接片1059相距距离l3处(注意的是，距离l3对于每个输出端口1054可以是不同的)。

由在不同频带中操作的另一个辐射元件1070发射的rf能量可以存在于同轴馈送线缆1030的第一部段1032附近。如上所述，同轴馈送线缆1030的第一部段1032可以表现为从反射器1000向前延伸的单极子元件。而且，由于每个同轴馈送线缆1030在接地接片1059之一处具有到反射器1000的接地连接，因此这些单极子元件的有效长度不是从反射器1000向前延伸的第一部段1032的长度l1，而是每个同轴馈送线缆1030的l1+l2+l3的总和。如果这个有效长度是在辐射元件1070的操作频带内谐振的长度，那么由辐射元件1070发射的rf能量可以在同轴馈送线缆1030上感应出电流，从而在辐射元件1070的频率响应中生成共模谐振。这个共模谐振将在相对窄的频率范围内发生，对于该频率范围，单极子元件的有效长度在辐射元件1070的操作频带内谐振。遗憾的是，这种共模谐振会使辐射元件1070的性能恶化。

天线设计者可以基于功率分配器印刷电路板1050相对于辐射元件1010的位置来选择距离l2，并且可以基于功率分配器印刷电路板的尺寸以及接地接片1059和输出端口1054的位置来选择距离l3。照此，天线设计者可以选择由每个同轴馈送线缆1030形成的单极子元件的有效长度。通过将这些有效长度选择为不是单极子元件将在其他附近辐射元件的(一个或多个)操作频带中谐振的长度，可以抑制在附近辐射元件的响应中的共模谐振的生成。

虽然图14a和图14b图示了其中通过功率分配器印刷电路板1050馈送辐射元件1010-1、1010-2的示例，但是将认识到的是，本发明的实施例不限于此。例如，在其他实施例中，同轴馈送线缆1030可以连接到可以包括或可以不包括接地接片的移相器或其他电路元件。而且，如果未提供接地接片，那么同轴馈送线缆可以以其他方式接地到反射器。例如，可以移除每个同轴馈送线缆1030的线缆护套的一小部分，并且可以将通过线缆护套中的开口暴露的每个同轴馈送线缆1030的外部导体焊接到反射器1000以提供接地参考。当采用这种方法时，每个单极子元件的有效长度可以是l1+l2，其中l2是在线缆部段1032和同轴馈送线缆1030焊接到反射器1000的点之间延伸的第二线缆部段1034的长度。

以上已经参考附图描述了本发明的实施例，在附图中示出了本发明的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整，并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。相似的数字通篇指代相似的元件。

将理解的是，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。

将理解的是，当元件被称为“在”另一个元件“上”时，它可以直接在该另一个元件上，或者也可以存在中间元件。作为对照，当元件被称为“直接在”另一个元件“上”时，不存在中间元件。还将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到该另一个元件，或者可以存在中间元件。作为对照，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应该以类似的方式进行解释(即，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。

诸如“下方”或“上方”或“上”或“下”或“水平”或“垂直”之类的相对术语可以在本文中用于描述如图所示的一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系。将理解的是，这些术语旨在除了图中描绘的取向之外还涵盖设备的不同取向。

本文中使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还将理解的是，术语“包括”、“包括了、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定存在所述特征、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、操作、元件、部件和/或其组。

可以以任何方式和/或与其他实施例的方面或元件相结合地组合以上公开的所有实施例的方面和元件，以提供多个附加实施例。

示例：

1、一种辐射元件，包括：

导电贴片，具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；

馈送网络，包括第一馈送线至第四馈送线，每个馈送线与第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙交叉；以及

导电环，至少部分地围绕导电贴片的外围并包围第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙。

2、如示例1所述的辐射元件，其中，当在平面图中观察辐射元件时，导电环是完全围绕导电贴片的连续环。

3、如示例1所述的辐射元件，其中导电环包括多个区段，并且其中每个区段包围第一缝隙至第四缝隙中的相应一个缝隙。

4、如示例1所述的辐射元件，其中馈送网络还包括第一输入端、耦合到第一输入端的第一功率分配器、第二输入端以及耦合到第二输入端的第二功率分配器，并且其中第一馈送线和第二馈送线耦合到第一功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端，并且第三馈送线和第四馈送线耦合到第二功率分配器的相应的第一输出端和第二输出端。

5、如示例4所述的辐射元件，其中导电贴片的至少一部分在印刷电路板的第一金属层上实现，其中第一馈送线至第四馈送线包括在印刷电路板的第二金属层上的金属迹线，并且其中第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围。

6、如示例5所述的辐射元件，其中印刷电路板的第二金属层还包括多个金属焊盘，每个金属焊盘经由在印刷电路板的第一金属层和第二金属层之间延伸的一个或多个镀覆通孔电连接到导电贴片。

7、如示例5所述的辐射元件，其中导电贴片包括在印刷电路板的第一金属层上实现的第一部分和在印刷电路板的不同金属层上实现的第二部分。

8、如示例7所述的辐射元件，其中印刷电路板的所述不同金属层是印刷电路板的第二金属层。

9、如示例1所述的辐射元件，其中导电环是电浮置的。

10、如示例1所述的辐射元件，其中导电环与导电贴片的至少一部分共面。

11、如示例1所述的辐射元件，其中导电环电连接到导电贴片。

12、一种用于基站天线的辐射元件，所述辐射元件包括：

包括导电贴片的印刷电路板，所述导电贴片具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；

第一同轴线缆和第二同轴线缆，各自从基站天线的反射器延伸到印刷电路板；以及

导电短截线，将第一同轴线缆的外部导体物理连接并电连接到第二同轴线缆的外部导体。

13、如示例12所述的辐射元件，其中印刷电路板从反射器向前安装在大于与辐射元件的操作频带的中心频率对应的波长的四分之一的距离处。

14、如示例13所述的辐射元件，其中导电短截线位于与印刷电路板相距与辐射元件的操作频带的中心频率对应的波长的大约四分之一处。

15、如示例13所述的辐射元件，其中导电短截线被定位成距离反射器比距离印刷电路板更近。

16、如示例12所述的辐射元件，其中第一同轴线缆和第二同轴线缆的外部导体被焊接到印刷电路板。

17、如示例12所述的辐射元件，还包括被定位成与第一同轴线缆和第二同轴线缆相邻的第一导电管和第二导电管。

18、如示例12所述的辐射元件，其中印刷电路板还包括馈送网络，所述馈送网络具有：第一输入端，电连接到第一同轴线缆的内部导体；第一功率分配器，耦合到第一输入端；第一传输线和第二传输线，从第一功率分配器延伸以与相应的第一缝隙和第二缝隙交叉；第二输入端，电连接到第二同轴线缆的内部导体；第二功率分配器，耦合到第二输入端；以及第三传输线和第四传输线，从第二功率分配器延伸以与相应的第三缝隙和第四缝隙交叉。

19、如示例18所述的辐射元件，其中导电贴片至少部分地在印刷电路板的第一金属层上实现，其中馈送网络在印刷电路板的第二金属层上实现，其中第二金属层还包括多个金属焊盘，每个金属焊盘电连接到导电贴片，并且其中第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围。

20、一种用于基站天线的辐射元件，所述辐射元件包括：

包括导电贴片的印刷电路板，所述导电贴片具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙和第二缝隙以及各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第三缝隙和第四缝隙；以及

馈送杆，将印刷电路板安装在基站天线的反射器前面，

其中印刷电路板的第一金属层包括导电贴片的第一部分，并且印刷电路板的第二金属层包括导电贴片的第二部分。

21、如示例20所述的辐射元件，其中导电贴片的第一部分电容耦合到导电贴片的第二部分。

22、如示例20所述的辐射元件，其中导电贴片的第一部分流电连接到导电贴片的第二部分。

23、如示例20所述的辐射元件，其中印刷电路板还包括馈送网络，所述馈送网络包括第一输入端、耦合到第一输入端的第一功率分配器以及从第一功率分配器延伸以与相应的第一缝隙和第二缝隙交叉的第一传输线和第二传输线，以及第二输入端、耦合到第二输入端的第二功率分配器以及从第二功率分配器延伸以与相应的第三缝隙和第四缝隙交叉的第三传输线和第四传输线。

24、如示例23所述的辐射元件，其中馈送网络在印刷电路板的第二金属层上实现。

25、如示例24所述的辐射元件，其中导电贴片的第一部分包括导电贴片的中心部分，并且导电贴片的第二部分包括第一环形金属层，所述第一环形金属层具有与导电贴片的中心部分重叠的内部部分和超出导电贴片的中心部分向外延伸的外部部分。

26、如示例25所述的辐射元件，其中导电贴片还包括第三部分，所述第三部分包括第二环形金属层，所述第二环形金属层具有与导电贴片的第二部分的第一环形金属层重叠的内部部分和超出导电贴片的第二部分的第一环形金属层向外延伸的外部部分。

27、如示例26所述的辐射元件，其中导电贴片的第三部分在第一金属层中实现。

28、如示例20所述的辐射元件，其中第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围。

29、如示例20所述的辐射元件，其中导电贴片的第一部分包括从中心区域向外延伸的多个臂，其中每个臂包括没有金属化的开口，所述开口从相应臂的远侧部分向内延伸。

30、如示例29所述的辐射元件，其中每个开口是大致t形的开口。

31、如示例29所述的辐射元件，其中第二金属层中的金属与每个开口重叠。

32、如示例29所述的辐射元件，其中相应的开口将每个臂分成第一腿和第二腿，其中所述臂中的第一臂的第一腿和所述臂中的相邻臂的第二腿一起形成偶极子辐射器。

33、一种用于基站天线的辐射元件，所述辐射元件包括：

导电贴片，具有各自沿着第一轴延伸的第一缝隙至第四缝隙和各自沿着垂直于第一轴的第二轴延伸的第五缝隙至第八缝隙，第一缝隙至第四缝隙中的每一个缝隙延伸到导电贴片的外围，第一缝隙至第八缝隙将导电贴片分成四个导电臂；以及

第一迹线，从第一导电臂延伸到第二导电臂以将第一缝隙与第二缝隙分开。

34、如示例33所述的辐射元件，还包括：第二迹线，从第二导电臂延伸到第三导电臂以将第五缝隙与第六缝隙分开；第三迹线，从第三导电臂延伸到第四导电臂以将第三缝隙与第四缝隙分开；以及第四迹线，从第四导电臂延伸到第一导电臂以将第七缝隙与第八缝隙分开。

35、如示例34所述的辐射元件，还包括将印刷电路板安装在基站天线的反射器前面的馈送杆。

36、一种抑制基站天线中的共模谐振的方法，所述基站天线具有反射器、被配置为在第一操作频带中操作的第一辐射元件的阵列以及被配置为在第二操作频带中操作的第二辐射元件的阵列，其中每个第二辐射元件包括从反射器向前定位的辐射器单元和连接到辐射器单元的至少一个同轴馈送线缆，所述方法包括：

在接地位置处将所述同轴馈送线缆中的对所述第二辐射元件中的第一第二辐射元件进行馈送的第一同轴馈送线缆的外部导体电连接到反射器，所述接地位置被选择以使得在所述接地位置与所述第二辐射元件中的所述第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的射频rf传输路径的物理距离是在第一操作频带中的任何频率处都不谐振的距离。

37、如示例36所述的方法，其中所述接地位置是所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆的外部导体流电连接到反射器的后表面的位置。

38、如示例37所述的方法，其中，所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆通过暴露外部导体的一部分并将外部导体的暴露部分焊接到反射器来流电连接到反射器的后表面。

39、如示例36所述的方法，其中所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆在辐射器单元和印刷电路板之间延伸，并且其中印刷电路板包括接地接片，在所述接地接片处印刷电路板的接地导体耦合到反射器。

40、如示例39所述的方法，其中在所述接地位置和所述第二辐射元件中的所述第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的rf传输路径的物理距离是所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆的长度以及所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆连接到印刷电路板的位置与接地接片之间的距离的总和。

41、如示例36所述的方法，其中在所述接地位置和所述第二辐射元件中的所述第一第二辐射元件的辐射器单元之间延伸的rf传输路径的物理距离不是第一操作频带中的任何频率的四分之一波长的倍数。

42、如示例36所述的方法，其中所述同轴馈送线缆中的第二同轴馈送线缆也对所述第二辐射元件中的所述第一第二辐射元件进行馈送，并且导电短截线将所述同轴馈送线缆中的所述第一同轴馈送线缆的外部导体物理连接并电连接到所述同轴馈送线缆中的所述第二同轴馈送线缆的外部导体。

43、如示例42所述的方法，其中所述第二辐射元件中的第一第二辐射元件的辐射器单元从反射器向前安装在大于与第二操作频带的中心频率对应的波长的四分之一的距离处，并且导电短截线位于与辐射器单元相距与辐射元件的第二操作频带的中心频率对应的波长的大约四分之一处。

44、如示例43所述的方法，其中导电短截线被定位成距离反射器比距离辐射器单元更近。