本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，并且更特別地涉及通信系統(tǒng)中利用的陣列天線。

背景技術(shù)：

多頻帶天線陣列(可以包括多個(gè)具有不同工作頻率的輻射元件)可以用于無(wú)線語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。例如，gsm服務(wù)的常用頻帶包括gsm900和gsm1800。多頻帶天線中頻率的低頻帶可以包括在880-960mhz處工作的gsm900頻帶。低頻帶還可以包括在790-862mhz處工作的數(shù)字紅利頻譜(digitaldividendspectrum)。此外，低頻帶還可以覆蓋在694-793mhz的700mhz頻譜。

多頻帶天線的高頻帶可以包括在1710-1880mhz的頻率范圍中工作的gsm1800頻帶。例如，高頻帶還可以包括工作在1920-2170mhz中的umts頻帶。附加的頻帶可以包括工作在2.5-2.7ghz處的lte2.6和工作在3.4-3.8ghz處的wimax。

偶極天線可以用作輻射元件，并且可以被設(shè)計(jì)為使得其第一共振頻率處于所期望的頻帶中。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，每個(gè)偶極子臂可以是大約四分之一波長(zhǎng)，而兩個(gè)偶極子臂一起大約是所期望頻帶的半波長(zhǎng)。這些被稱為“半波”偶極子，并且可以具有相對(duì)低的阻抗。

但是，例如，由于針對(duì)不同的頻帶在輻射元件當(dāng)中存在干擾，因此多頻帶天線陣列可能涉及實(shí)施上的困難。尤其是，在被設(shè)計(jì)為以較高的頻帶(通常是兩到三倍高的頻率)進(jìn)行輻射的輻射元件中產(chǎn)生的共振可能引起較低頻帶的輻射方向圖(radiationpattern)的失真。例如，gsm1800頻帶是gsm900頻帶的頻率的近似兩倍。因此，引入與陣列中已有的輻射元件具有不同工作頻率范圍的附加輻射元件可能導(dǎo)致已有的輻射元件的失真。

通?？吹絻煞N失真模式：共模共振(commonmoderesonance)和差模共振(differentialmoderesonance)。當(dāng)整個(gè)較高頻帶的輻射元件如同四分之一波長(zhǎng)單極子那樣共振時(shí)，共模(cm)共振可能產(chǎn)生。由于輻射器的桿或者垂直結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度經(jīng)常是較高頻帶頻率處的四分之一波長(zhǎng)，并且偶極子臂的長(zhǎng)度也是較高頻帶頻率處的四分之一波長(zhǎng)，因此這整體結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度可以大約是較高頻帶頻率處的半波長(zhǎng)。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)與頻率成反比，當(dāng)較高頻帶的頻率是較低頻帶的頻率的大約兩倍時(shí)，整體高頻帶結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度可以是較低頻帶頻率處的大約四分之一波長(zhǎng)。當(dāng)偶極子結(jié)構(gòu)的每一半或者正交極化的較高頻率輻射元件的兩個(gè)一半彼此共振時(shí)，差模共振可能發(fā)生。

一種減少cm共振的方法可以涉及調(diào)節(jié)較高頻帶輻射器的尺寸，使得cm共振被移動(dòng)到或者高于較低頻帶工作范圍或者低于較低頻帶工作范圍。例如，提出的一種用于重新調(diào)諧cm共振的方法是使用“壕溝(moat)”，該方法例如在美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/479,102中被描述，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用的方式并入于此。圍繞輻射元件的垂直結(jié)構(gòu)(“饋電板”)可以在反射器中切出孔。導(dǎo)電井可以插入到該孔中，并且饋電板可以延伸到井的底部。這樣可以延長(zhǎng)饋電板，從而可以將cm共振移動(dòng)到比頻帶低的頻率并且移動(dòng)到頻帶外，同時(shí)使偶極子臂保持在反射器上方近似四分之一波長(zhǎng)處。然而，這個(gè)方法可能需要較大的復(fù)雜度和制造成本。

此外，在多頻帶天線陣列中，性能與輻射元件的間距之間可以存在權(quán)衡。尤其是，當(dāng)陣列長(zhǎng)度可以用于實(shí)現(xiàn)期望的波束寬度時(shí)，減少沿陣列長(zhǎng)度的輻射元件的數(shù)量以便降低成本可以是有利的。但是，減少沿陣列長(zhǎng)度的輻射元件的數(shù)量可能導(dǎo)致輻射元件之間的間距的增加，這可能導(dǎo)致不期望的光柵波瓣和/或衰減。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例，多頻帶輻射陣列包括反射器(例如，平面反射器)、在反射器上限定第一列的多個(gè)第一輻射元件、在反射器上限定與第一列并排的第二列的多個(gè)第二輻射元件、在反射器上的穿插在第二列中的第二輻射元件之間的多個(gè)第三輻射元件。第一輻射元件具有第一工作頻率范圍，第二輻射元件具有比第一工作頻率范圍低的第二工作頻率范圍(即，包括較低頻率)，第三輻射元件具有第三窄頻帶工作頻率范圍，該第三窄頻帶工作頻率范圍比第二工作頻率范圍高(即，包括較高頻率)但是比第一工作頻率范圍低。

在一些實(shí)施例中，第二和第三輻射元件可以分別包括限定至少一個(gè)偶極天線的多個(gè)加長(zhǎng)臂段以及將加長(zhǎng)臂段懸掛在平面反射器上方的加長(zhǎng)桿，使得加長(zhǎng)臂段從加長(zhǎng)桿的末端輻射地延伸并且與平面反射器平行。第三輻射元件可以分別包括耦合在加長(zhǎng)臂段和其加長(zhǎng)桿之間的相應(yīng)的電容器。在第三輻射元件的工作期間的共模共振可以存在于比第二工作頻率范圍低的較低頻率范圍中。該較低頻率范圍可以低于大約690mhz。

在一些實(shí)施例中，第三輻射元件中的至少兩個(gè)元件可以以共線的布置穿插在第二輻射元件中的兩個(gè)元件之間，使得其相應(yīng)的加長(zhǎng)桿沿第二列對(duì)齊。

在一些實(shí)施例中，第三輻射元件還可以分別包括沿加長(zhǎng)臂段的長(zhǎng)度延伸的相應(yīng)的電感器。這些相應(yīng)的電感器可以與加長(zhǎng)桿相對(duì)地串聯(lián)耦合到相應(yīng)的電容器。

在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的電感器可以是相應(yīng)的第一電感器，并且第三輻射元件還可以分別包括相應(yīng)的第二電感器，該第二電感器沿加長(zhǎng)臂段的長(zhǎng)度延伸并且與相應(yīng)的電容器相對(duì)地串聯(lián)耦合到相應(yīng)的第一電感器，使得相應(yīng)的電容器、相應(yīng)的第一電感器和相應(yīng)的第二電感器沿加長(zhǎng)臂段的長(zhǎng)度串聯(lián)連接。

在一些實(shí)施例中，加長(zhǎng)臂段可以被其上包括有相應(yīng)的金屬段的印刷電路板限定，并且至少一個(gè)偶極天線可以包括第一和第二偶極天線，該第一和第二偶極天線以交叉偶極子的布置被多個(gè)加長(zhǎng)臂段中相對(duì)的臂段上的相應(yīng)的金屬段限定。

在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的第一電感器可以由印刷電路板上的相應(yīng)第一金屬跡線限定，該第一金屬跡線將相應(yīng)的電容器耦合到相應(yīng)金屬段中接近加長(zhǎng)桿的部分。相應(yīng)的第二電感器可以由印刷電路板上的相應(yīng)的第二金屬跡線限定，該第二金屬跡線在相應(yīng)的金屬段中加長(zhǎng)桿遠(yuǎn)端的部分之間延伸。

在一些實(shí)施例中，對(duì)于第三輻射元件，加長(zhǎng)桿可以包括電介質(zhì)的饋電板基底和在電介質(zhì)的饋電板基底相對(duì)的表面上限定相應(yīng)的電容器的金屬層。

在一些實(shí)施例中，平面反射器可以包括圍繞第三輻射元件的相應(yīng)加長(zhǎng)桿的其中相應(yīng)的開(kāi)口。該相應(yīng)的開(kāi)口可以減少第三輻射元件的相應(yīng)加長(zhǎng)桿與平面反射器之間的耦合。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一輻射元件可以限定與和第一列相對(duì)的第二列并排的第三列，使得第三輻射元件位于第一和第三列之間。

在一些實(shí)施例中，第三輻射元件可以橫向地放置在距離第一列的第一輻射元件大約80毫米(mm)的位置。

在一些實(shí)施例中，第一工作頻率范圍可以是大約1.7ghz到大約2.7ghz，第二工作頻率范圍可以是大約694mhz-960mhz，而第三窄頻帶工作頻率范圍可以是大約1.4ghz到大約1.5ghz。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的其他實(shí)施例，輻射元件包括多個(gè)加長(zhǎng)臂段，該多個(gè)加長(zhǎng)臂段限定至少一個(gè)具有窄頻帶工作頻率范圍的偶極天線。輻射元件還包括加長(zhǎng)桿，該加長(zhǎng)桿被配置為將加長(zhǎng)臂段懸掛在平面反射器上方，使得加長(zhǎng)臂段從加長(zhǎng)桿的端部輻射地延伸并且與平面反射器平行。相應(yīng)的電容器耦合在加長(zhǎng)臂段和加長(zhǎng)桿之間。在工作期間，輻射元件的共模共振存在于比窄頻帶工作頻率范圍低的較低頻率范圍中。

在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的電感器可以沿加長(zhǎng)臂段的長(zhǎng)度延伸。相應(yīng)的電感器可以與加長(zhǎng)桿相對(duì)地串聯(lián)耦合到相應(yīng)的電容器。

在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的電感器可以是相應(yīng)的第一電感器，并且相應(yīng)的第二電感器可以沿加長(zhǎng)臂段的長(zhǎng)度延伸并且可以與相應(yīng)的電容器相對(duì)地串聯(lián)耦合到相應(yīng)的第一電感器，使得相應(yīng)的電容器、相應(yīng)的第一電感器和相應(yīng)的第二電感器沿加長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度串聯(lián)連接。

在一些實(shí)施例中，加長(zhǎng)臂段可以由其上包括相應(yīng)的金屬段的印刷電路板限定，并且至少一個(gè)偶級(jí)天線可以包括第一和第二偶極天線，該第一和第二偶極天線以交叉偶極子的布置被多個(gè)加長(zhǎng)臂段中的相對(duì)的臂段上的相應(yīng)金屬段限定。

在一些實(shí)施例中，印刷電路板可以是第一和第二印刷電路板，該第一和第二印刷電路板以交叉的構(gòu)造布置以將加長(zhǎng)桿限定為電介質(zhì)的饋電板基底和加長(zhǎng)臂段。第一和第二偶極天線可以分別由第一和第二印刷電路板的金屬段限定，并且電介質(zhì)的饋電板可以包括配置為將第一和第二偶極天線耦合到天線饋線的饋電線。

在一些實(shí)施例中，間隔片可以置于電介質(zhì)饋電板基底的與加長(zhǎng)臂段相對(duì)的一端處。

在一些實(shí)施例中，窄頻帶工作頻率范圍可以是大約1.4ghz到大約1.5ghz，并且較低頻率范圍可以低于大約690mhz。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)內(nèi)容的各方面通過(guò)示例的方式被說(shuō)明，并且不被附圖限制。在附圖中：

圖1a是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的說(shuō)明多頻帶天線陣列的照片。

圖1b說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、可以用在多頻帶天線陣列中的用于中頻工作的中頻帶(yb)輻射元件的通用結(jié)構(gòu)。

圖1c是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列的示意性俯視圖。

圖1d是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列的低頻帶(rb)和中頻帶(yb)元件的示意性側(cè)視圖。

圖2a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的中頻帶輻射元件的示例。

圖2b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖2a的中頻帶(yb)輻射元件的共模共振(cmr)影響和差模共振(dmr)影響的圖。

圖3a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括在其臂段上的兩個(gè)電感器的中頻帶(yb)輻射元件。

圖3b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖3a的中頻帶(yb)輻射元件的cmr影響和dmr影響的圖。

圖4a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括在其桿和臂段之間的電容器的中頻帶(yb)輻射元件。

圖4b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖4a的中頻帶(yb)輻射元件的cmr影響和dmr影響的圖。

圖5a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括在其臂段上的一個(gè)電容器和兩個(gè)電感器的中頻帶(yb)輻射元件。

圖5b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖5a的中頻帶(yb)輻射元件的cmr影響和dmr影響的圖。

圖5c是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、圖5a的中頻帶(yb)輻射元件的替代視圖。

圖5d是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、圖5a的中頻帶(yb)輻射元件的另一種替代視圖。

圖5e是說(shuō)明圖5a的中頻帶(yb)輻射元件的臂段的放大視圖。

圖6和7是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括中頻帶(yb)輻射元件的多頻帶天線陣列在高頻帶(vb)輻射元件的較高工作頻率范圍上的方位角波束寬度相對(duì)于頻率的圖。

圖8和9是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括中頻帶(yb)輻射元件的多頻帶天線陣列分別在低頻帶(rb)輻射元件的較低工作頻率范圍上和高頻帶(vb)輻射元件的較高工作頻率范圍上的方位角波束寬度方向圖的圖。

圖10a、10b和10c是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例、分別針對(duì)不包括yb輻射元件、包括包含兩個(gè)電感器的yb輻射元件、包括包含一個(gè)電容器和兩個(gè)電感器的yb輻射元件的多頻帶天線陣列，說(shuō)明在多頻帶天線陣列中的rb元件的較低工作頻率范圍上dmr對(duì)回波損耗(rl)和隔離度(iso)性能的影響的圖。

具體實(shí)施方式

在下文中描述了多頻帶輻射天線陣列的輻射元件(本文也稱為天線或者輻射器)，諸如蜂窩基站天線。在以下的描述中闡述了許多特定細(xì)節(jié)，包括特定的水平波束寬度、空中接口標(biāo)準(zhǔn)、偶極子臂形狀和材料、電介質(zhì)材料等等。然而，根據(jù)此公開(kāi)內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出修改和/或替換。在其他情況下，可以省略特定細(xì)節(jié)以避免使本發(fā)明難以理解。

如下文使用的，“低頻帶”可以指代本文描述的輻射元件的較低工作頻率范圍(例如，694-960mhz)，“高頻帶”可以指代本文描述的輻射元件的較高工作頻率范圍(例如，1695mhz-2690mhz)，而“中頻帶”可以指代在低頻帶和高頻帶之間的工作頻率范圍(例如，1427-1511mhz)?！暗皖l帶輻射器”可以指代針對(duì)這個(gè)較低頻率范圍的輻射器，“高頻帶輻射器”可以指代針對(duì)這個(gè)較高頻率范圍的輻射器，而“中頻帶輻射器”可以指代針對(duì)這個(gè)中頻率范圍的輻射器。本文使用的“雙頻帶”或者“多頻帶”可以指代包括低頻帶輻射器和高頻帶輻射器兩者的陣列。此外，關(guān)于天線的“窄頻帶”可以指示天線能夠在相對(duì)窄的帶寬上(例如，大約100mhz或者更低)工作和保持期望的特性。值得注意的特征可以包括波束寬度和形狀以及回波損耗。在本文描述的一些實(shí)施例中，中頻帶窄頻帶輻射器可以覆蓋從大約1427mhz到大約1511mhz的頻率范圍，該頻率范圍與陣列中的低頻帶輻射元件和高頻帶輻射元件相結(jié)合，可以覆蓋分配給所有主要蜂窩系統(tǒng)的幾乎整個(gè)帶寬。

本文描述的實(shí)施例通常涉及多頻帶蜂窩基站天線的中頻帶輻射器，并且這樣的中頻帶蜂窩基站天線適合于支持新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這樣的多頻帶天線陣列可以使得蜂窩網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商(“無(wú)線運(yùn)營(yíng)商”)能夠使用覆蓋多個(gè)頻帶的單個(gè)類型的天線，而在以前需要多個(gè)天線。這樣的天線能夠在幾乎所有分配的蜂窩頻率頻帶中支持若干主要的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，并且允許無(wú)線運(yùn)營(yíng)商在它們的網(wǎng)絡(luò)中減少天線數(shù)量，從而在增加上市速度的同時(shí)降低輻射塔租賃成本。

本文描述的天線陣列可以支持多個(gè)頻帶和多個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，無(wú)線運(yùn)營(yíng)商可以部署使用單個(gè)天線長(zhǎng)期演進(jìn)(lte)網(wǎng)絡(luò)以用于在2.6ghz和700mhz頻帶中的無(wú)線通信，同時(shí)支持在2.1ghz頻帶中的寬帶碼分多址(w-cdma)網(wǎng)絡(luò)。為了便于描述，天線陣列被認(rèn)為是垂直對(duì)齊的。本文描述的實(shí)施例可以利用雙正交極化并且支持多輸入多輸出(mimo)的實(shí)施方式以用于先進(jìn)的容量解決方案。本文描述的實(shí)施例可以支持多個(gè)空中接口技術(shù)，該多個(gè)空中接口技術(shù)現(xiàn)在使用多個(gè)頻率頻帶并且在未來(lái)作為在無(wú)線技術(shù)演進(jìn)中出現(xiàn)的新標(biāo)準(zhǔn)和新頻帶。

本文描述的實(shí)施例更具體地涉及用于蜂窩基站的具有穿插的輻射器的天線陣列。在穿插設(shè)計(jì)中，低頻帶輻射器可以被布置或者放置在適合于頻率的等距網(wǎng)格上。低頻帶輻射器可以放置在高頻帶輻射器間隔的整數(shù)倍的間隔處(通常是兩個(gè)這樣的間隔)，并且低頻帶輻射器可以占據(jù)高頻帶輻射器之間的空隙。高頻帶輻射器可以是雙傾斜極化的，并且低頻輻射器可以是雙極化的，并且可以是或者垂直極化或者水平極化或者雙傾斜極化的。

在這樣的多頻帶天線設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)是減少或者最小化一個(gè)頻帶上的信號(hào)在其他一個(gè)或多個(gè)頻帶的輻射元件的作用下的散射的影響。因此，本文描述的實(shí)施例可以減少或最小化低頻帶輻射器對(duì)高頻帶輻射器的輻射的影響，反之亦然。這種散射可以在方位角和切入仰角(elevationcut)兩者上影響高頻帶波束的形狀，并且這種散射可以隨頻率的變化有較大變化。在方位角上，波束寬度、波束形狀、指向角增益和前后向比通常都可能以不期望的方式被影響并且可能隨著頻率變化。由于由低頻帶輻射器引入的陣列的周期性，光柵波瓣(有時(shí)被稱為量化波瓣)可以在與周期性相對(duì)應(yīng)的角度處被引入到仰角方向圖中。這也可以隨頻率而變化并且可以減少增益。對(duì)于窄頻帶天線，這種散射的影響可以通過(guò)各種方式進(jìn)行一定程度的補(bǔ)償，諸如通過(guò)在相對(duì)的方向偏移高頻輻射器或者將導(dǎo)向器添加到高頻帶輻射器來(lái)調(diào)節(jié)波束帶寬。在需要寬頻帶覆蓋的地方，糾正這些影響可能特別困難。

本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例可以由以下的實(shí)現(xiàn)引起：天線陣列包括在高頻帶輻射器元件(例如，具有大約1695mhz至大約2690mhz的工作頻率范圍；在本文中也被稱為v頻帶或者vb元件)的列之間的低頻帶輻射器元件(例如，具有大約694mhz至大約960mhz的工作頻率范圍；在本文中也被稱為r頻帶或者rb元件)的列，該天線陣列可以通過(guò)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)穿插在列的相鄰rb元件之間的、具有相對(duì)窄的工作頻率范圍的中頻帶輻射器元件(例如，具有大約1427mhz至大約1511mhz的工作頻率范圍；在本文中也被稱為y頻帶或者yb元件)，可以在沒(méi)有顯著影響性能的情況下覆蓋較寬的工作頻率范圍，其中rb、vb和yb元件的每個(gè)陣列被相應(yīng)的饋電網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)。例如，在一些實(shí)施例中，兩個(gè)yb輻射元件可以被布置在rb輻射元件的列的相鄰元件之間。這樣的yb輻射元件和布置在rb輻射元件的相對(duì)側(cè)的vb輻射元件相結(jié)合可以允許在更寬的工作頻率范圍上進(jìn)行工作，而沒(méi)有與天線陣列的尺寸相關(guān)的空間損失(spacepenalty)。在多頻帶天線陣列中并且與諸如共同受讓的在2015年4月10日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/683,424，2014年5月16日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)no.14/358,763和/或2013年3月14日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)no.13/827,190(其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)引用的方式并入于此)中描述的天線和/或特性結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)本文描述的窄頻帶輻射元件和/或配置。

圖1a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列110，而圖1c說(shuō)明了圖1a的多頻帶天線陣列110在俯視圖中的布局。如圖1a和1c中所示，多頻帶天線陣列包括反射器12(例如，地平面)，其上布置有低頗帶rb輻射元件116以限定列105。低頗帶rb輻射元件116被配置為工作在大約694mhz至960mhz的低頻帶頻率范圍中。rb輻射元件116的列105被配置在高頻帶vb輻射元件115的列101之間，高頻帶vb輻射元件115被配置為工作在大約1.695ghz至2.690ghz的高頻帶頻率范圍中。配置為工作在大約1.427ghz至1.511ghz的中頻帶頻率范圍中的中頻帶yb輻射元件114的列102位于列105中的相應(yīng)rb輻射元件116之間。例如，yb輻射元件114和rb輻射元件116可以以共線的方式(例如，相應(yīng)的中心點(diǎn)或者桿沿著線‘a(chǎn)’對(duì)齊)或者基本上共線的方式被布置，多個(gè)yb輻射元件114在相同的列102/105中穿插在rb輻射元件116之間。

在圖1a和圖1c中示出的實(shí)施例中，rb輻射元件116是低頻帶(lb)元件，該rb輻射元件116放置在列105中相鄰的rb輻射元件之間，其中元件間距大約是265mm。vb輻射元件115是高頻帶(hb)元件，該vb輻射元件115被放置在列101中相鄰的vb輻射元件之間，其中元件間距大約是106mm。yb輻射元件114是窄頻帶元件，其放置在列102中相鄰的yb輻射元件之間，其中元件間距大約是132.5mm。在圖1a和圖1c的示例中，兩個(gè)yb元件114被放置在列105中相鄰rb元件116之間，使得yb元件114位于陣列的中心，并且具有與rb輻射元件116的桿對(duì)齊的桿。由yb元件114限定的列102可以橫向地距離由其對(duì)面?zhèn)鹊膙b元件115限定的列101大約80mm。然而，將理解的是，圖1a和1c中的陣列配置和元件間距以示例的方式被說(shuō)明，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例不局限于此。例如，在一些實(shí)施例中，高頻帶元件115和低頻帶元件116的垂直列101和105可以間距大約半個(gè)波長(zhǎng)到一個(gè)波長(zhǎng)的間隔。

如圖1c中所示，輻射元件114、115和/或116可以作為一對(duì)交叉偶極子實(shí)施。交叉偶極子可以傾斜45°以實(shí)現(xiàn)輻射傾斜極化。交叉偶極子可以作為蝴蝶型偶極子或者其他寬帶偶極子實(shí)施。尤其是，在圖1c的輻射天線陣列110的示例中，較低頻帶輻射元件116作為布置在反射器12上的垂直列105中的交叉偶極子元件實(shí)施。中頻帶輻射元件114和高頻帶輻射元件115作為高阻抗交叉偶極子元件實(shí)施，并且分別布置在垂直列102和垂直列101中。垂直列101布置在反射器12上，處于垂直列105的相對(duì)側(cè)。如上所述，低頻帶rb輻射器116被配置成工作在694-960mhz頻帶中，高頻帶vb輻射器115配置成工作在1.7-2.7ghz(1695-2690mhz)頻帶中，而窄頻帶yb輻射器114配置成工作在1.4-1.5ghz(1427-1511mhz)頻帶中。在一些實(shí)施例中，低頻帶rb輻射器116可以提供雙極化的65度波束帶寬。基站天線可能需要這樣的雙極化。雖然示出了偶極子的特定配置，但是例如通過(guò)使用金屬管或者圓柱體可以實(shí)施其他偶極子或者其他偶極子也可以被實(shí)施為印刷電路板上的金屬化跡線。其他類型的輻射元件(例如，貼片輻射器)也可以使用。

圖1d是圖1c中的相對(duì)于線d-d′的側(cè)視圖，示意性地說(shuō)明了天線陣列110中的低頻(rb)元件116和中頻(yb)元件114。如圖1d所示，低頻帶rb輻射元件116可以包括限定半波偶極子的相對(duì)的臂段22。臂段22可以從由饋電板24限定的桿輻射地延伸，饋電板24從平面反射器或者地平面12突出。在一些實(shí)施例中，每個(gè)偶極子臂段22的長(zhǎng)度可以是針對(duì)低頻帶工作頻率的近似四分之一波長(zhǎng)到半波長(zhǎng)，以限定第一和第二半波偶極子。在其他實(shí)施例中，低頻帶rb輻射元件116的相對(duì)的臂段22可以限定第一偶極子和第二延伸出的偶極子，該第一和第二偶極子以交叉偶極子的布置被配置，并且具有交叉的中心饋線。偶極天線可以通過(guò)由饋電板24提供的中心饋線連接到天線饋線。附加地，饋電板24可以是針對(duì)低頻帶工作頻率的近似四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度。中頻帶yb輻射元件114包括限定半波偶極子的相對(duì)的臂段118。臂段118從由饋電板基底限定的桿20輻射地延伸，饋電板基底從平面反射器或者地平面12突出。每個(gè)偶極子臂118可以是針對(duì)窄頻帶工作頻率的近似四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度。如下文詳細(xì)描述，每個(gè)臂段118可以包括電容器130，電容器130將臂段118上的一個(gè)或多個(gè)電感器132、134耦合到桿20。

圖1b更詳細(xì)地說(shuō)明了中頻帶(yb)輻射元件114的結(jié)構(gòu)。如圖1b和1d所示，yb輻射元件114包括加長(zhǎng)桿20，該加長(zhǎng)桿20將加長(zhǎng)臂段118懸掛在安裝表面(例如，平面反射器或者地平面12)上方。臂段118從桿20的與平面反射器12相對(duì)的一端輻射地延伸，使得臂段118平行于平面反射器12。相對(duì)的臂段118共同限定其端部之間的臂長(zhǎng)度122。臂段118的相對(duì)臂段限定了位于桿20的一端處的以交叉偶極子的方式布置的第一和第二偶極天線。交叉極比(cross-poleratio，cpr)可以限定由每個(gè)第一和第二偶極天線傳輸?shù)男盘?hào)的正交極化之間的隔離度的量。

參考圖1b和1d，在一些實(shí)施例中，桿20可以將臂段118懸掛在反射器12上方一定長(zhǎng)度處，該長(zhǎng)度基于yb輻射元件114的期望的窄頻帶工作頻率。例如，限定桿20的饋電板可以是針對(duì)窄頻帶工作頻率或頻率范圍的近似四分之一波長(zhǎng)長(zhǎng)度。饋電板可以包括將第一和第二偶極天線連接到天線饋線的饋電線124。

在一些實(shí)施例中，桿20和臂段118的部分可以由單個(gè)構(gòu)件實(shí)施，該單個(gè)構(gòu)件例如單片印刷電路板(pcb)。在圖1b的實(shí)施例中，桿20包括兩個(gè)互鎖的、交叉的印刷電路板10，在其上具有相應(yīng)的金屬段。pcb10是t型的，并且第一和第二偶極天線是以交叉偶極子的布置由加長(zhǎng)臂段118中的相對(duì)的臂段上的金屬段限定的，如圖3a和5a詳細(xì)描述。一個(gè)印刷電路板實(shí)現(xiàn)第一偶極子和天線饋線之間的連接，并且其他印刷電路板實(shí)現(xiàn)第二偶極子和天線饋線之間的連接。常規(guī)配置中的天線饋線可以是平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(balun)。在pcb10的相對(duì)側(cè)的金屬層121可以限定將相應(yīng)的臂段118耦合到桿20的電容器130，如下面詳細(xì)描述。

參考圖2a-10c，下文將描述示例的多頻帶輻射陣列的模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該多頻帶輻射陣列包括在高頻帶vb輻射元件的列之間的低頻帶rb輻射元件的列，以及穿插在rb輻射元件的列之間的中頻帶yb輻射元件。因此，此示例多頻帶輻射陣列可以具有類似于圖1c的實(shí)施例的配置。尤其是，圖2a、3a、4a、5a和5c-5e說(shuō)明了示例yb輻射元件的結(jié)構(gòu)，圖2b、3b、4b和5b說(shuō)明了包括示例yb元件的結(jié)構(gòu)的陣列的模擬數(shù)據(jù)，而圖6-10c說(shuō)明了包括示例yb元件結(jié)構(gòu)的陣列的測(cè)量數(shù)據(jù)。

圖2a說(shuō)明了示例yb輻射元件114a對(duì)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列的其他輻射元件的建模模擬影響。如上所述，在多頻帶天線陣列中添加具有不同頻帶或工作頻率的輻射元件可以劣化陣列中剩余的輻射元件的性能。尤其是，如圖1c中所示，在包括在vb輻射元件115的列101之間的rb輻射元件116的列105的多頻帶天線陣列110中添加yb輻射元件114，可能劣化rb輻射元件116和vb輻射元件115二者中一個(gè)或者兩個(gè)的性能。相反地，vb輻射元件115也可能劣化yb輻射元件114的性能。

圖2b是說(shuō)明在包括vb輻射元件的列之間的rb輻射元件列的多頻帶天線陣列中、圖2a中的yb輻射元件114a的共模共振(cmr)和差模共振(dmr)影響的圖。具有選定的高度(例如，桿長(zhǎng)度)和臂長(zhǎng)度的yb元件114a可以在大約1.45ghz處呈現(xiàn)出回波損耗(rl)共振，因此可以提供可接受的阻抗帶寬。然而，圖2b說(shuō)明在多頻帶天線陣列中包括這樣的yb元件114可能導(dǎo)致在與rb輻射元件的工作相對(duì)應(yīng)的低頻帶工作頻率范圍(例如，694-960mhz)中的大約710mhz處的cmr局部峰。因此，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例可以將這個(gè)局部cmr峰移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移到低于低頻帶工作頻率范圍的頻率范圍中。例如，本文所描述的實(shí)施例可以將710mhz的cmr峰移動(dòng)到大約650mhz或者更低的頻率。例如，這可以通過(guò)在臂段上包括電感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，參考圖3a和3b和下面討論的。同樣，在朝向低頻帶工作頻率范圍的上端(例如，大約1ghz)處可以存在大約-42db的dmr。這個(gè)dmr可能在rb元件的rl和iso上引入大的共振，進(jìn)而顯著地影響rb元件的性能。但是，如果dmr水平降低到低于-54db，dmr對(duì)rb元件的rl和iso的影響可以被減少或者移除(這可以導(dǎo)致較平滑的曲線)。

圖3a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括在其臂段上的兩個(gè)電感器的yb輻射元件114b。如圖3a所示，沿yb輻射元件114b的每個(gè)臂段118的長(zhǎng)度包括有兩個(gè)電感器132、134。包括電感器132和134可以改進(jìn)cmr對(duì)在陣列中的vb和rb輻射元件的工作頻率范圍的影響。

圖3b是說(shuō)明在示例多頻帶天線陣列中，圖3a的yb輻射元件114b的cmr和dmr影響的圖。如圖3b所示，在臂段118上有兩個(gè)電感器132和134，局部cmr峰(之前在圖2b中大約是在710mhz處)被移動(dòng)到低于低頻帶工作頻率范圍(694-960mhz)并且在此范圍之外的頻率范圍，例如，被移動(dòng)到大約665mhz。通過(guò)增加電感器132和134的電感值，cmr峰可以被移動(dòng)到還要更低的頻率，其中與桿/饋電板20遠(yuǎn)端的電感器134相比，離饋電線(由桿/饋電板20提供的)更近或者接近于饋電線的電感器132可以對(duì)cmr有較大的影響。然而，在圖3b所說(shuō)明的頻率范圍的上端處，cmr從高于3ghz(圖2b中)移動(dòng)到大約2.5ghz，也就是說(shuō)，移動(dòng)進(jìn)入與vb輻射元件的工作相對(duì)應(yīng)的高頻帶工作頻率范圍(1695-2690mhz)中。如上所示，隨著電感器132和134的電感值的增加，cmr可以朝著較低頻率移動(dòng)，并且cmr水平可以增加。圖3b進(jìn)一步說(shuō)明了在低頻帶工作頻率范圍中(例如，在大約1ghz處)的dmr水平是大約-35db，這可能引入rb元件的rl和iso上較大的共振(因此，對(duì)性能產(chǎn)生很大的影響)。因此，位于桿20和臂段118之間的電容器可以顯著地降低低頻帶工作頻率范圍中的dmr，如下文參考圖4a-4b所討論。

圖4a說(shuō)明了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的、包括在其桿和臂段之間的電容器的yb輻射元件114c。如圖4a所示，電容器130位于yb輻射元件114c的桿20和臂段118之間。在圖4a的yb輻射元件114c的示例中，電容器130通過(guò)與在限定桿20和臂段118的pcb部分的相對(duì)側(cè)上的金屬層121重疊而實(shí)現(xiàn)。

圖4b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖4a的yb輻射元件114c的cmr和dmr影響的圖。尤其是，如圖4b所示，添加電容器130以便將臂段118耦合到桿20可以將cmr移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移到較高頻率(例如，從大約710mhz到大約860mhz)。因此，在每個(gè)臂段118上包括兩個(gè)電感器和一個(gè)電容器的設(shè)計(jì)可以預(yù)期在低頻帶工作頻率范圍(694-960mhz)中具有cmr。另外，添加電容器130以便將臂段118耦合到桿20看起來(lái)可以將dmr水平從大約42db降低到大約57db(在1ghz處)，這可以減少dmr對(duì)陣列的低頻帶性能的影響。根據(jù)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(vna)的測(cè)量，在rb元件的rl和iso上的較大共振(如圖3a-3b中具有兩個(gè)電感器的實(shí)施例所呈現(xiàn)的那樣)不存在。因此，在桿20和臂段118之間添加電感器130可以有助于偏移或者抵消在陣列110中包括yb輻射元件114c所引入的dmr。

圖5a、5c和5d是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的yb輻射元件114的多個(gè)視圖，該yb輻射元件114包括沿著相應(yīng)臂段118延伸的電容器130和兩個(gè)電感器132和134。圖5e是更詳細(xì)地說(shuō)明yb輻射元件114的臂段118的放大視圖。

如圖5a和5c-5e所示，桿20和臂段118由兩個(gè)t形的印刷電路板(pcb)10以交叉布置的方式實(shí)施。pcb10中形成每個(gè)“t”的基底部分的部分限定桿20，而pcb10中形成“t”的上部橫向延伸部分的部分限定臂段118。pcb10包括在其表面上的電介質(zhì)涂層。通過(guò)在電介質(zhì)pcb10的相對(duì)表面上與金屬層121重疊而實(shí)施的電容器130c1在桿20和相應(yīng)的臂段118之間延伸。

尤其是，如圖5e的放大視圖所示，具有倒置或者顛倒的l形的金屬層121被提供在pcb10中限定桿20的基底部分的一側(cè)上。金屬層121沿桿20延伸，并且部分延伸到pcb10中限定臂段118的上部橫向延伸部分的一側(cè)上。金屬層c1也被提供在pcb10中限定臂段118的上部橫向延伸部分的相對(duì)側(cè)上，使得金屬層121和c1重疊。重疊的金屬層121和c1以及電介質(zhì)pcb10在其之間的部分限定了電容器130，該電容器130將沿臂段118延伸的金屬段123耦合到桿120。

將每個(gè)臂段118耦合到桿20的相應(yīng)的電容器130可以減少dmr(由于yb輻射元件114導(dǎo)致)對(duì)陣列的rb輻射元件的影響。相反地，電容器可以常規(guī)地用在輻射元件中，以便使cmr朝向較高頻率移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移，因?yàn)殡娙萜骺梢栽谳^低的頻帶頻率處用作開(kāi)路(阻止臂段118和饋電板20作為單極子工作)。因此，在低頻帶中陣列的rl、iso、和/或波束帶寬方向圖可能不會(huì)受到由yb輻射元件114引入的dmr的顯著影響。

仍然參考圖5a和圖5c-5e，電容器130將電感器132和134串聯(lián)耦合到桿20，電感器132和134沿相應(yīng)的臂段118的長(zhǎng)度彼此分隔開(kāi)。在圖5a和5c-5e的示例中，電感器132和134由pcb10上的金屬跡線l1和l2實(shí)現(xiàn)。限定電感器132的金屬跡線l1(示出為曲折的跡線l1)位于接近桿20的位置，并且將相應(yīng)的電容器130耦合到沿著臂段118的長(zhǎng)度延伸的相應(yīng)金屬段123的部分。限定電感器134的金屬跡線l2在桿20遠(yuǎn)端的相應(yīng)金屬段123的部分之間延伸，其中在相對(duì)的臂段118上的金屬段123限定以交叉偶極子的方式布置的第一和第二偶極天線。因此，電容器130、電感器132和電感器134串聯(lián)連接在桿20和在臂段118上限定偶極天線的金屬段123之間(也被稱為cll布置)。

在相應(yīng)臂段118上，電容器130以及電感器132和134的組合可以進(jìn)一步地改進(jìn)針對(duì)陣列的高頻帶性能的cmr。電感器132和134在相應(yīng)臂段118的長(zhǎng)度上和/或沿相應(yīng)臂段118的長(zhǎng)度的定位也會(huì)改善性能。例如，與桿20遠(yuǎn)端的電感器134相比，由接近桿20的電感器132提供的電感可以對(duì)cmr產(chǎn)生較大的影響。因此，在一些實(shí)施例中，桿20遠(yuǎn)端的電感器134可以具有與更靠近桿的電感器132相比較低的電感。另外，電感器132和134離桿20的頂端越近，那么頻率范圍中可以在將cmr移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移得越低。因此在一些實(shí)施例中，將每個(gè)臂段118耦合到桿20的相應(yīng)的電容器130可以用于與電感器132和134相結(jié)合來(lái)將cmr(由于yb輻射元件114導(dǎo)致的)移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移到較低的頻率范圍，使得cmr對(duì)在高頻帶工作頻率范圍中的陣列性能的影響能夠更加可接受。

除了圖5a和5c-5e圖中所示的包括串聯(lián)連接的電容器130(可以減少dmr對(duì)低頻帶rb元件的影響)以及電感器132和134(可以減少cmr對(duì)高頻帶vb元件的影響)的臂段118之外，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例的yb輻射元件114可以進(jìn)一步地包括能夠減少cmr對(duì)低頻帶性能的影響的附加特性。例如，在一些實(shí)施例中，非導(dǎo)電的間隔片元件(本文通常稱作間隔片)可以置于yb元件114的桿20下面，這可以有助于減少cmr對(duì)低頻帶性能的影響。尤其是，間隔片可以增大饋電板/桿20的有效長(zhǎng)度，進(jìn)而將cmr移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移到低于rb元件的低頻帶工作頻率范圍或者在該范圍之外的頻率。在一些實(shí)施例中，可以使用大約3mm高的間隔片。此外，yb元件114的饋電板/桿20的接地區(qū)域可以被切割或者以其他方式減小，以減小yb元件114和反射器或者地平面12之間的耦合。附加地或者可選地，可以在反射器/地平面12中切出開(kāi)口或者孔，以便在yb元件114的饋電板/桿20周圍形成“窗口”，從而類似地減少與反射器12的耦合。因此，盡管yb元件114可能在低頻帶和高頻帶兩者處引入cmr，但cmr對(duì)低頻帶中的陣列性能的影響可以被減少。因此，用于解決cmr對(duì)低頻帶性能的影響的這些和/或其他特征可以允許更加關(guān)注減少cmr對(duì)高頻帶性能的影響。

圖5b是說(shuō)明在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的多頻帶天線陣列中圖5a的yb輻射元件的cmr影響和dmr影響的圖。正如上面提到的，當(dāng)添加具有與陣列中現(xiàn)有的輻射元件的工作頻帶不同的工作頻帶的輻射元件時(shí)，cmr和/或dmr可能被引入。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例，對(duì)于包括yb元件114的多頻帶輻射陣列，在遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試范圍中的測(cè)量指示在高頻帶工作頻率范圍中的大約1880mhz處和大約2650mhz處存在cmr；然而，在2650mhz處的cmr看起來(lái)沒(méi)有對(duì)陣列的高頻帶輻射方向圖產(chǎn)生顯著影響。在輻射方向圖中，看起來(lái)在瞄準(zhǔn)軸的交叉極比處的大約850mhz處可以存在大約15db的cmr。同樣，cmr對(duì)低頻帶rl和iso的影響指示iso中的峰(盡管不像dmr曲線那樣陡)；此cmr可以將iso從22db降低到大約18db。

值得注意的是，大約1880mhz處的cmr可能在一些模擬中不出現(xiàn)；然而，當(dāng)在ff中調(diào)諧頻率時(shí)，觀察到第一電感器132或第二電感器134電感的增加或者電容器130的電容的增加可以使高頻帶工作頻率范圍的下端(例如，1880mhz)處的該cmr移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移到較低頻率。一些模擬也指示高頻帶工作頻率范圍的下端處的cmr水平會(huì)被轉(zhuǎn)移到較低頻率，也就是說(shuō)，模擬的cmr水平與測(cè)量得到的高頻帶上的方向圖相匹配。

進(jìn)一步的調(diào)諧顯示，第一電感器132的電感的增加可以導(dǎo)致1880mhz處的cmr轉(zhuǎn)移到較低頻率，2650mhz處的cmr同樣被轉(zhuǎn)移到較低頻率(因此將這個(gè)cmr進(jìn)一步移動(dòng)到高頻帶，在大約2460mhz處)，這與一些模擬結(jié)果匹配或者符合。由于第一電感器132和/或第二電感器134的電感值增加(最靠近桿20的電感器132的增加具有較大的影響)，在高頻帶工作頻率范圍的下端處的cmr可以被移動(dòng)到低于高頻帶工作頻率范圍或者移動(dòng)到該范圍之外，但是在大約2460mhz處的vb元件的方位角波束寬度可能快速變寬。同樣地，低頻帶iso可能被降低并且移動(dòng)到較低頻率。

圖6和7是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的包括yb輻射元件的多頻帶天線陣列在高頻帶vb工作頻率范圍上(例如，1695mhz-2690mhz)的方位角波束寬度相對(duì)于頻率的圖。尤其是，圖6和7說(shuō)明了調(diào)諧yb輻射元件114的電容器130以及電感器132和134對(duì)陣列的方位角波束寬度的影響，其中vb元件被布置在包括穿插在rb元件之間的yb元件114的列的相對(duì)側(cè)的兩列中，該兩列的橫向間距是160mm。通過(guò)使用電感值為12nh、15nh和22nh的電感器132和/或134來(lái)測(cè)量性能；但是，雖然在高頻帶工作頻率范圍的下端處方位角波束寬度沒(méi)有被顯著地改變，但在高頻帶工作頻率范圍的上端處方位角波束寬度顯著變寬，甚至達(dá)到80度。如果電容器130的電容值或者yb輻射元件114的臂長(zhǎng)度22反而增加，則可以預(yù)期dmr對(duì)方位角波束寬度有較大的影響，因?yàn)樵谳^長(zhǎng)的臂長(zhǎng)度和/或較大的電容值的情況下dmr的水平可以增加。一些試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)還指示低頻帶rl和iso上的小的尖峰和輕微的下降。在這種權(quán)衡的情況下，顯而易見(jiàn)的是，基于本文所述的元件調(diào)諧，在高頻帶上的方位角波束寬度是可接受的。

相應(yīng)地，圖7說(shuō)明了具有yb輻射元件114的陣列的方位角波束寬度，其中yb輻射元件114包括較大的6mm長(zhǎng)＊7mm寬的電容器c1130(從3mm長(zhǎng)＊3mm寬增大)以及由每個(gè)臂段118上的跡線l1限定的6nh的電感器132，其中該電容器c1130將其相應(yīng)的臂段118耦合到其相應(yīng)的桿20，該電感器132將電容器130耦合到金屬段123，該金屬段123限定沿臂段118延伸的每個(gè)偶極子中的部分。3mm高的間隔片也布置在桿20的與臂段118相對(duì)的一端處。如圖7所示，基于電容器130的電容值和電感器132的電感值的增加，陣列的高頻帶性能有所改進(jìn)。電容器130和電感器132的組合還可以降低dmr的水平，以減少或者避免低頻帶rl和iso的影響。基于包括3mm的間隔片，低頻帶性能也有所改進(jìn)，通過(guò)增加饋電板/桿20的有效長(zhǎng)度，該間隔片減少cmr對(duì)低頻帶頻率范圍的影響。雖然間隔片可能不會(huì)顯著地有助于高頻帶性能的改進(jìn)，但是電容的增加可以提供足夠的改進(jìn)；然而，要理解的是，在不影響在中頻帶工作頻率范圍中yb元件114的工作、iso敏感度、和/或前后向比降低的情況下，電容器130的電容不能顯著地增加。

圖8和9是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例的包括穿插在rb輻射元件之間的yb輻射元件的多頻帶天線陣列的方位角波束寬度性能(以度為單位)的圖，其中rb輻射元件對(duì)齊成一列并布置在v頻帶(vb)輻射元件的列之間，這與圖1c中的布置類似。尤其是，圖8說(shuō)明了多頻帶天線陣列在低頻帶rb工作頻率范圍(694-960mhz)上的方位角波束寬度方向圖，而圖9說(shuō)明了多頻帶天線陣列在高頻帶vb工作頻率范圍(1695-2690mhz)上的方位角波束寬度方向圖。在圖8-9中，x軸是方位角角度，并且y軸是在測(cè)試范圍上的歸一化功率水平。yb輻射元件布置為穿插在一列的rb輻射元件之間，在每一側(cè)rb輻射元件的列布置在vb輻射元件的列之間，在這三列中的每一列之間有80mm的橫向間距。yb輻射元件還包括較大的6mm＊7mm的電容器c1以及在每個(gè)臂段上的6nh的電感器l1，其中該電容器c1將相應(yīng)的臂段耦合到相應(yīng)的桿，該電感器l1將電容器c1耦合到限定沿著臂段延伸的每個(gè)偶極子的部分的金屬段。圖8-9說(shuō)明在本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例中rb和vb的方位角方向圖是可接受的。

圖10a、10b和10c是基于試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)的圖，試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)說(shuō)明在低頻帶rb工作頻率范圍上，dmr對(duì)多頻帶天線陣列的rl和iso性能的影響。尤其是，圖10a說(shuō)明針對(duì)其中不包括yb輻射元件的多頻帶天線陣列，在低頻帶rb工作頻率范圍(694-960mhz)上的基線rl和iso。圖10b說(shuō)明針對(duì)包括具有兩個(gè)沿著相應(yīng)臂段布置的電感器l1、l2的yb輻射元件的多頻帶天線陣列(類似于圖3a示出的配置)，在低頻帶rb工作頻率范圍上，dmr對(duì)rl和iso的影響。圖10c說(shuō)明針對(duì)包括具有沿著相應(yīng)臂段布置的電容器c1和兩個(gè)電感器l1、l2的yb輻射元件的多頻帶天線陣列(類似于圖5a和5c-5e示出的配置)，在低頻帶rb工作頻率范圍上，dmr對(duì)rl和iso的影響。通過(guò)比較圖10a、10b和10c的圖，顯而易見(jiàn)的是，包括將yb輻射元件的臂段耦合到其桿的電容器c1可以顯著地減少可能由電感器l1、l2引入的dmr對(duì)低頻帶性能的影響。

因此，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施例，中頻帶yb輻射元件可以穿插在低頻帶rb輻射元件的列中，該低頻帶rb輻射元件的列被布置在多頻帶輻射陣列的高頻帶vb輻射元件的列之間以覆蓋較寬的工作頻率范圍。尤其是，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例可以單獨(dú)或者組合地包括以下特征中的一個(gè)或者多個(gè)特征：

-yb元件可以被布置為在列中與rb元件共線，由yb元件限定的列和由vb元件限定的列之間的列間間距大約是80mm。

-具有相對(duì)小的電容的電容器c1可以用于將yb元件的臂段耦合到其桿，可以減少低頻帶中的dmr，并且即使dmr可能隨著電容的增加而增大，dmr對(duì)低頻帶性能的影響也可以不顯著。同樣，在較長(zhǎng)的天線中(例如，有三個(gè)rb元件)，dmr可能對(duì)rl和iso幾乎沒(méi)有影響。

-考慮到電容器c1提供的電容對(duì)轉(zhuǎn)移cmr的影響，在將cmr從低頻帶移動(dòng)到較高頻率的影響(例如，對(duì)iso)與將cmr移動(dòng)到高頻帶的上端(例如，大約2500mhz)和/或移動(dòng)到高頻帶的下端(例如，大約1800mhz)的影響(例如，對(duì)方位角波束寬度)之間可以存在權(quán)衡。

-間隔片(例如，3mm的間隔片)可以放置或者布置在yb元件的下方。雖然對(duì)yb輻射元件的臂段和桿之間的耦合電容器c1的使用可能導(dǎo)致將cmr移動(dòng)到低頻帶，但放置在yb元件下方的間隔片可以有助于減少cmr對(duì)低頻帶性能的影響。

-在每個(gè)臂段上可以包括電感器l1、l2，其電感值(以及電容器c1的電容值)是基于cmr對(duì)高頻帶的下端的影響與cmr對(duì)高頻帶的上端的影響之間的權(quán)衡而選擇的。

-除了在yb元件的饋電板的下方添加間隔片以外或作為在yb元件的饋電板的下方添加間隔片的替代方案，yb元件饋電板的接地區(qū)域(和/或環(huán)繞yb元件饋電板的反射器/地平面的區(qū)域)可以被切割或者以其他方式減小，以有助于低頻帶中dmr的去耦合。

已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的方式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限制到本文闡述的實(shí)施例。更確切地，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)內(nèi)容是全面且完整的，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿全文相同的標(biāo)號(hào)指代相同的元件。

將理解的是，盡管第一、第二等術(shù)語(yǔ)在本文中可以用來(lái)描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分元件。例如，第一元件可以被稱作第二元件，并且類似地第二元件可以被稱作第一元件，而不背離本發(fā)明的范圍。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)聯(lián)列出的項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的任何或全部組合。

將理解的是，當(dāng)元件被稱作在另一個(gè)元件“上”時(shí)，該元件可以是直接在另一個(gè)元件上或者也可能存在介于中間的元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在另一個(gè)元件上”時(shí)，不存在介于中間的元件。同樣將理解的是，當(dāng)元件被稱作“連接”或“耦合”到另一個(gè)元件時(shí)，該元件可以直接連接或耦合到另外的元件或者可能存在介于中間的元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱作“直接連接”或“直接耦合”到另一個(gè)元件時(shí)，不存在介于中間的元件。其他用于描述元件之間的關(guān)系的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)以類似的方式解釋(即，“之間”相對(duì)于“直接之間”，“相鄰”相對(duì)于“直接相鄰”等)。

諸如“以下”或“以上”或“高于”或“低于”或“水平”或“垂直”之類的相對(duì)的術(shù)語(yǔ)可以用來(lái)描述如圖所述的一個(gè)元件、層或者區(qū)域與另一個(gè)元件、層或者區(qū)域之間的關(guān)系。將理解的是，這些術(shù)語(yǔ)用來(lái)涵蓋除了圖中描繪的方位以外的設(shè)備的不同方位。

除非有其他方式限定，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)話具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常的理解相同的意思。本文使用的術(shù)話僅僅是出于描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限定本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指示。進(jìn)一步將理解的是，當(dāng)術(shù)語(yǔ)“包括”及其相關(guān)形式在本文中使用時(shí)，其指定陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在或添加。

上面公開(kāi)的所有實(shí)施例的方面和元件可以以任何方式組合和/或與其他實(shí)施例中的方面和元件組合以提供多種附加的實(shí)施例。

在附圖和說(shuō)明書中，已經(jīng)公開(kāi)了發(fā)明的典型實(shí)施例，盡管使用特定術(shù)語(yǔ)，但它們只是在通用和描述的意義上被使用，而不是為了限制下文權(quán)利要求所闡述的發(fā)明范圍。