BR112018015094B1

BR112018015094B1 - RADIATION ELEMENT, SYSTEM THAT COMPRISES THE RADIATION ELEMENT AND METHOD FOR OPERATING THE RADIATION ELEMENT OR THE SYSTEM

Info

Publication number: BR112018015094B1
Application number: BR112018015094-0A
Authority: BR
Inventors: Ignacio Gonzalez; Bruno BISCONTINI
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2022-10-04
Also published as: BR112018015094A2; WO2018010817A1; CN109478712B; CN109478712A

Abstract

Trata-se de um elemento de radiação que compreende um primeiro patch eletricamente condutor que tem um primeiro par de fendas não condutoras, um primeiro par de linhas de alimentação, uma primeira camada dielétrica disposta em uma direção de empilhamento entre as linhas de alimentação e o primeiro patch, um segundo patch eletricamente condutor e uma segunda camada dielétrica disposta na direção de empilhamento entre o primeiro patch e o segundo patch. Cada linha de alimentação do primeiro par de linhas de alimentação é atribuída a uma fenda correspondente do primeiro par de fendas não condutoras. A linha de alimentação é disposta de modo que, para cada uma das linhas de alimentação, uma porção de extremidade da linha de alimentação se sobreponha, pelo menos parcialmente, à fenda correspondente na direção de empilhamento.A radiating element comprising a first electrically conductive patch having a first pair of non-conductive slits, a first pair of feed lines, a first dielectric layer disposed in a stacking direction between the feed lines and the first patch, an electrically conductive second patch, and a second dielectric layer disposed in the stacking direction between the first patch and the second patch. Each feedline of the first pair of feedlines is assigned to a corresponding slot of the first pair of nonconducting slots. The feedline is arranged such that, for each of the feedlines, an end portion of the feedline at least partially overlaps the corresponding slot in the stacking direction.

Description

FIELD OF TECHNIQUE

[0001] A presente invenção refere-se a um elemento de radiação, um sistema que compreende o elemento de radiação e um corpo e um método para operar o elemento de radiação ou o sistema.[0001] The present invention relates to a radiating element, a system comprising the radiating element and a body, and a method for operating the radiating element or the system.

BACKGROUND

[0002] Na técnica anterior, não há uma antena patch de dupla polarização de banda ultra larga e perfil ultrabaixo que possa alcançar uma largura de banda relativa, por exemplo, de mais de 45% a 1,35 VSWR (Razão de Onda Estacionária de Tensão) e, portanto, banda ultra larga, que, ao mesmo tempo mantém um bom isolamento de polarização e bom isolamento interelemento, boa eficácia de radiação, bons padrões de radiação em altura de 0,2 lambda central. As antenas patch destinadas a serem usadas em Sistemas de Antena Ativa (AAS) precisam ser integradas em conjunto com unidades de transceptor de rádio (RRU) em sistemas de antena de estação-base. Essa integração leva a sistemas altamente complexos e influencia fortemente o fator de forma de antena, que é fundamental para implantação de campo comercial. Nesse contexto, um dos fatores tecnológicos limitantes dominantes é a altura da antena. A redução da altura de antena significa simplificar o processo de implantação geral de AAS e sistemas de antena passiva tradicionais. Para satisfazer as exigências de sistema, a altura total do elemento deve ser menor do que 0,2 lambda na frequência central e a largura de banda deve ser maior que 37% com uma VSWR de 1,35:1 ou melhor. Ao pensar a respeito do desempenho do elemento de radiação, uma redução da altura naturalmente im-plica uma redução na largura de banda relativa que pode ser coberta com desempenho de RF aceitável. Para cobrir as bandas operacionais-padrão em sistemas de antena de estação-base modernos, manter o mesmo desempenho de RF e com uma altura inferior do elemento de radiação exige novos conceitos/arquiteturas diferentes das tecnologias herdadas. Nesse contexto, vale observar que aumentar a quantidade de bandas suportadas por uma antena (tendo, portanto, uma antena de banda ultra larga) também reduz drasticamente a quantidade de antenas necessárias em um certo sítio, simplificando, portanto, a complexidade de implantação geral.

TABELA 1: BANDAS OPERACIONAIS-PADRÃO EM SISTEMA DE ANTENA DE ESTAÇÃO-BASE[0002] In the prior art, there is no ultra-wideband, ultra-low profile, dual-polarization patch antenna that can achieve a relative bandwidth, for example, of more than 45% at 1.35 VSWR (Standing Wave Ratio of Voltage) and therefore ultra-wideband, which at the same time maintain good polarization isolation and good inter-element isolation, good radiation efficiency, good radiation patterns at height of 0.2 lambda center. Patch antennas intended to be used in Active Antenna Systems (AAS) need to be integrated together with radio transceiver units (RRU) in base station antenna systems. This integration leads to highly complex systems and heavily influences the antenna form factor, which is critical for commercial field deployment. In this context, one of the dominant limiting technological factors is the height of the antenna. Reducing antenna height means simplifying the overall deployment process for AAS and traditional passive antenna systems. To satisfy system requirements, the total element height must be less than 0.2 lambda at the center frequency and the bandwidth must be greater than 37% with a VSWR of 1.35:1 or better. When thinking about radiating element performance, a reduction in height naturally implies a reduction in the relative bandwidth that can be covered with acceptable RF performance. To cover standard operating bands in modern base station antenna systems, maintaining the same RF performance and lower radiating element height requires new concepts/architectures different from legacy technologies. In this context, it is worth noting that increasing the amount of bands supported by an antenna (thus having an ultra-wideband antenna) also drastically reduces the amount of antennas needed at a given site, therefore simplifying the overall deployment complexity.

TABLE 1: STANDARD OPERATIONAL BANDS IN BASE STATION ANTENNA SYSTEM

[0003] Nesse contexto, a Tabela 1 mostra as bandas operacionais- padrão no sistema de antena de estação-base, com a largura de banda relativa = 2*(fmax-fmin)/(fmax+fmin), Antenas de banda larga: largura de banda relativa de 15 a 30%, Antenas de banda ultra larga: largura de banda relativa > 30%.[0003] In this context, Table 1 shows the standard operating bands in the base station antenna system, with the relative bandwidth = 2*(fmax-fmin)/(fmax+fmin), Broadband antennas: 15 to 30% relative bandwidth, Ultra wideband antennas: > 30% relative bandwidth.

[0004] O problema para fornecer antenas de banda ultra larga e ao mesmo tempo manter um bom isolamento de polarização, bom intere- lemento, boa eficácia de radiação, bons padrões de radiação e uma altura baixa (por exemplo, 0,2 lambda) central não foi abordado e solucionado na técnica anterior.[0004] The problem of providing ultra-wideband antennas while maintaining good polarization isolation, good interelement, good radiation efficiency, good radiation patterns and a low height (e.g. 0.2 lambda) center was not approached and solved in the previous technique.

SUMMARY

[0005] É um objetivo da presente invenção fornecer um conceito que possibilita que um elemento de radiação seja de banda ultra larga enquanto ainda tem bom isolamento de polarização, bom interelemen- to, boa eficácia de radiação, bons padrões de radiação e uma altura baixa. Esse objetivo da presente invenção é alcançado pelas soluções fornecidas nas reivindicações independentes anexas. As implementações vantajosas da presente invenção são ainda definidas nas respectivas reivindicações dependentes.[0005] It is an object of the present invention to provide a concept that enables a radiating element to be ultra-wideband while still having good polarization isolation, good interelement, good radiation efficiency, good radiation patterns and a low height. . This object of the present invention is achieved by the solutions provided in the appended independent claims. Advantageous implementations of the present invention are further defined in the respective dependent claims.

[0006] Em um primeiro aspecto, um elemento de radiação é fornecido, o qual compreende: um primeiro patch eletricamente condutor que tem um primeiro par de fendas não condutoras, um primeiro par de linhas de alimentação, uma primeira camada dielétrica disposta em uma direção de empilhamento entre as (por exemplo, os pares de) linhas de alimentação e o primeiro patch, um segundo patch eletricamente condutor, uma segunda camada dielétrica disposta na direção de empilhamento entre o primeiro patch e o segundo patch; em que cada linha de alimentação do primeiro par de linhas de alimentação é atribuído a uma fenda correspondente do primeiro par de fendas não condutoras (por exemplo, primeira linha de alimentação atribuída à primeira fenda e segunda linha de alimentação atribuída à segunda fenda), em que as linhas de alimentação são dispostas de modo que, para cada uma das linhas de alimentação, uma porção de extremidade da linha de alimentação e sobreponha, pelo menos parcialmente, à fenda correspondente na direção de empilhamento.[0006] In a first aspect, a radiating element is provided, which comprises: a first electrically conductive patch having a first pair of non-conducting slits, a first pair of power lines, a first dielectric layer disposed in a direction stacking between the (e.g., pairs of) power lines and the first patch, an electrically conductive second patch, a second dielectric layer disposed in the stacking direction between the first patch and the second patch; wherein each feedline of the first pair of feedlines is assigned to a corresponding slot of the first pair of non-conducting slots (e.g., first feedline assigned to the first slot and second feedline assigned to the second slot), in that the feed lines are arranged such that, for each of the feed lines, an end portion of the feed line at least partially overlaps the corresponding slot in the stacking direction.

[0007] Portanto, devido à solução mencionada acima na presente invenção, é possível chegar a um elemento de antena de banda ultra larga enquanto é mantido um bom isolamento de polarização, bom in- terelemento, boa eficácia de radiação, bons padrões de radiação e uma altura baixa de 0,2 lambda central. Essas vantagens podem ser fornecidas ao mesmo tempo nas modalidades da presente invenção, chegando, portanto, a uma solução muito eficaz. Em particular, as li- nhas de alimentação excitam as fendas no primeiro patch. Ademais, as fendas excitadas alimentam e excitam o segundo patch. Essa excitação do segundo patch através das fendas adicionada à ressonância produzida pelo acoplamento entre o primeiro patch e o segundo patch aumenta amplamente a largura de banda da antena.[0007] Therefore, due to the above-mentioned solution in the present invention, it is possible to arrive at an ultra-wideband antenna element while maintaining good polarization isolation, good inter-element, good radiation efficiency, good radiation patterns and a low height of 0.2 lambda center. These advantages can be provided at the same time in the embodiments of the present invention, thus arriving at a very effective solution. In particular, the power lines excite the slots in the first patch. Furthermore, the excited slits feed and excite the second patch. This excitation of the second patch through the slits added to the resonance produced by the coupling between the first patch and the second patch greatly increases the antenna bandwidth.

[0008] Em uma primeira forma de implementação do elemento de radiação, o elemento de radiação compreende ainda uma estrutura de sustentação que retém pelo menos as linhas de alimentação, o primeiro patch e o segundo patch na direção de empilhamento. Assim, em particular fornecendo-se a estrutura de sustentação, uma disposição muito compacta e fácil de todos os componentes essenciais, a saber, as linhas de alimentação, o primeiro patch e o segundo patch pode ser fornecida.[0008] In a first form of implementation of the radiating element, the radiating element further comprises a support structure that retains at least the feed lines, the first patch and the second patch in the stacking direction. Thus, in particular by providing the support structure, a very compact and easy arrangement of all the essential components, namely the feed lines, the first patch and the second patch can be provided.

[0009] Em uma segunda forma de implementação do elemento de radiação, a estrutura de sustentação compreende um substrato com um lado superior e um lado inferior oposto, em que o primeiro patch é disposto no lado superior do substrato e as porções de extremidade das linhas de alimentação são dispostas no lado inferior do substrato e em que o substrato forma a primeira camada dielétrica. Assim, uma disposição compacta é fornecida, em que, no lado inferior do substrato, as linhas de alimentação correspondentes são fornecidas. Ademais, as correntes são induzidas a partir das linhas de alimentação para o primeiro patch através de um acoplamento capacitivo, em que nenhum contato galvânico é fornecido entre as linhas de alimentação e o primeiro patch, que é uma grande vantagem, visto que isso simplifica o processo de fabricação, evita juntas de metal que são geralmente uma fonte de erros e reduz o risco de intermodulação.[0009] In a second form of implementation of the radiating element, the support structure comprises a substrate with an upper side and an opposite lower side, wherein the first patch is arranged on the upper side of the substrate and the end portions of the lines feed wires are arranged on the underside of the substrate and where the substrate forms the first dielectric layer. Thus, a compact arrangement is provided, in which, on the underside of the substrate, corresponding feed lines are provided. Furthermore, currents are induced from the supply lines to the first patch through capacitive coupling, whereby no galvanic contact is provided between the supply lines and the first patch, which is a great advantage as this simplifies the manufacturing process, avoids metal joints which are usually a source of errors and reduces the risk of intermodulation.

[0010] Ademais, em uma terceira forma de implementação do elemento de radiação, a estrutura de sustentação compreende ainda um corpo alongado que se estende na direção oposta ao lado inferior do substrato e o par de linhas de alimentação se estende a partir do lado inferior do substrato para e ao longo de uma superfície do corpo alongado. Assim, novamente, uma disposição muito compacta pode ser alcançada, em que, de uma forma muito eficaz e compacta, as linhas de alimentação podem ser acomodadas no elemento de radiação. Ademais, o elemento de radiação, então, pode ser simplesmente fornecido em uma PCB, de modo que as linhas de alimentação sejam conectadas ou capacitivamente acopladas a uma fonte por meio da PCB.[0010] Furthermore, in a third form of implementation of the radiating element, the support structure further comprises an elongated body that extends in the opposite direction to the bottom side of the substrate and the pair of feed lines extends from the bottom side from the substrate to and along a surface of the elongated body. Thus, again, a very compact arrangement can be achieved, in which, in a very efficient and compact way, the supply lines can be accommodated in the radiating element. Furthermore, the radiating element then can simply be provided on a PCB, so that the supply lines are connected or capacitively coupled to a source via the PCB.

[0011] Em uma quarta forma de implementação do elemento de radiação, a estrutura de sustentação compreende pelo menos duas protuberâncias configuradas para reter o segundo patch, em que cada protuberância está disposta dentro de uma fenda correspondente do primeiro patch, em que cada protuberância se estende para a direção de empilhamento a partir do primeiro patch para o segundo patch. Isso assegura que se alcance uma disposição de sistema muito compacta, em que a extensão do elemento de radiação é minimizada fornecendo- se as protuberâncias dentro das fendas correspondentes, visto que as fendas agora têm uma função elétrica (excita o segundo patch), mas também, uma função mecânica (servir como base para as protuberâncias). Ademais, uma boa estabilidade mecânica e boa estabilidade de fase podem ser asseguradas.[0011] In a fourth form of implementation of the radiating element, the support structure comprises at least two protrusions configured to retain the second patch, wherein each protrusion is disposed within a corresponding slot of the first patch, wherein each protrusion extends extends in the stacking direction from the first patch to the second patch. This ensures that a very compact system layout is achieved, in which the extent of the radiating element is minimized by providing the bulges within the corresponding slits, as the slits now have an electrical function (excite the second patch), but also , a mechanical function (serve as a base for the bumps). Furthermore, good mechanical stability and good phase stability can be ensured.

[0012] Em uma quinta forma de implementação do elemento de radiação, a segunda camada dielétrica é constituída por ar. O ar é um material dielétrico, que também economiza custos de fabricação, visto que nenhum material adicional precisa ser fornecido para que alcance as propriedades dielétricas além de simplesmente ar.[0012] In a fifth form of implementation of the radiation element, the second dielectric layer consists of air. Air is a dielectric material, which also saves manufacturing costs, as no additional material needs to be supplied to achieve the dielectric properties beyond simply air.

[0013] Em uma sexta forma de implementação do elemento de radiação, a estrutura de sustentação é uma parte única, de preferência, não condutora. A estrutura de sustentação pode ser, por exemplo, um MID (Dispositivo de Interconexão Moldado), em que as linhas de alimentação condutoras e pelo menos o primeiro patch condutor são impressos ou depositados, por exemplo, com o uso de técnicas de MID conhecidas. Visto que apenas uma parte única pode ser fornecida, a estabilidade mecânica pode ser ainda aprimorada em comparação com disposições, as quais usam múltiplos componentes montados, em conjunto, por exemplo, através de parafusos.[0013] In a sixth form of implementation of the radiating element, the support structure is a single, preferably non-conducting part. The support structure can be, for example, a MID (Molded Interconnect Device), in which the conductive feed lines and at least the first conductive patch are printed or deposited, for example, using known MID techniques. Since only a single part can be supplied, the mechanical stability can be further improved compared to arrangements, which use multiple components assembled together, for example by means of bolts.

[0014] Em uma sétima forma de implementação do elemento de radiação, na área de sobreposição entre cada fenda e a linha de alimentação correspondente, a fenda e a linha de alimentação são ortogonais entre si. Em particular, isso serve e contribui para que as fendas correspondentes possam excita de modo eficaz o segundo patch.[0014] In a seventh form of implementation of the radiating element, in the overlapping area between each slit and the corresponding feedline, the slit and the feedline are orthogonal to each other. In particular, it serves and contributes to the corresponding slits to effectively excite the second patch.

[0015] Em uma oitava forma de implementação do elemento de radiação, cada linha de alimentação cruza completamente a fenda correspondente em uma direção de extensão curta da fenda. Nesse contexto, a direção de extensão curta é em um plano perpendicular à direção de empilhamento e ortogonal à direção de extensão principal da fenda (que é uma direção de uma maior extensão da fenda dentro do plano). Esse recurso contribui ainda para alimentar de modo eficaz o primeiro patch através das fendas e excitar de modo eficaz o segundo patch através das fendas.[0015] In an eighth form of implementation of the radiating element, each feed line completely crosses the corresponding slit in a short slit extension direction. In this context, the short span direction is in a plane perpendicular to the stacking direction and orthogonal to the major crack span direction (which is a direction of greatest crack span within the plane). This feature further contributes to effectively feeding the first patch through the slits and effectively exciting the second patch through the slits.

[0016] Em uma nona forma de implementação do elemento de radiação, o elemento de radiação compreende ainda um segundo par de linhas de alimentação e o primeiro patch compreende ainda um segundo par de fendas não condutoras e um segundo par de linhas de alimentação. Cada linha de alimentação do segundo par de linhas de alimentação é atribuída a uma fenda correspondente do segundo par de fendas não condutoras (por exemplo, primeira linha de alimentação atribuída à primeira fenda e segunda linha de alimentação atribuída à segunda fenda). O primeiro par de fendas não condutoras (e o primei- ro par correspondente de linhas de alimentação) é/são dispostos para formar uma primeira polarização do elemento de radiação. O segundo par de fendas não condutoras (e o segundo par correspondente de linhas de alimentação) é/são dispostos para formar uma segunda polarização do elemento de radiação, em que a primeira polarização e a segunda polarização são ortogonais entre si. Essa disposição possibilita um elemento de radiação de polarização dupla de banda ultra larga.[0016] In a ninth form of implementation of the radiating element, the radiating element further comprises a second pair of feed lines and the first patch further comprises a second pair of non-conductive slots and a second pair of feed lines. Each feedline of the second pair of feedlines is assigned to a corresponding slot of the second pair of non-conductive slots (eg, first feedline assigned to the first slot and second feedline assigned to the second slot). The first pair of non-conducting slits (and the corresponding first pair of feed lines) is/are arranged to form a first polarization of the radiating element. The second pair of non-conducting slits (and the corresponding second pair of feed lines) is/are arranged to form a second polarization of the radiating element, wherein the first polarization and the second polarization are orthogonal to each other. This arrangement makes an ultra-wideband dual polarization radiating element possible.

[0017] Em uma décima forma de implementação do elemento de radiação, as paredes eletromagnéticas são fornecidas de modo a envolver o primeiro e o segundo patches, em que as paredes eletromagnéticas se estendem na direção de empilhamento a partir de um fundo do elemento de radiação, preferencialmente até o primeiro patch. As-sim, a disposição geral pode ser isolada do ambiente de uma forma muito eficaz e fácil pelas paredes eletromagnéticas.[0017] In a tenth form of implementation of the radiating element, electromagnetic walls are provided so as to surround the first and second patches, wherein the electromagnetic walls extend in the stacking direction from a bottom of the radiating element , preferably until the first patch. Thus, the general layout can be isolated from the environment very effectively and easily by electromagnetic walls.

[0018] Em uma décima primeira forma de implementação do elemento de radiação, a estrutura de sustentação compreende paredes laterais que se estendem na direção de empilhamento entre o fundo do elemento de radiação e o lado inferior do substrato, em que as paredes laterais da estrutura de sustentação são, pelo menos parcialmente, metalizadas para formar as paredes eletromagnéticas. Portanto, um elemento de radiação muito compacto com paredes eletromagnéticas integradas pode ser fornecido.[0018] In an eleventh form of implementation of the radiating element, the support structure comprises side walls that extend in the stacking direction between the bottom of the radiating element and the bottom side of the substrate, in which the side walls of the structure bearing elements are at least partially metallized to form the electromagnetic walls. Therefore, a very compact radiating element with integrated electromagnetic walls can be provided.

[0019] Em um segundo aspecto, um sistema que compreende um elemento de radiação conforme mencionado acima e um corpo que tem uma cavidade formada por uma parede de fundo e paredes laterais que se estendem a partir da parede de fundo é fornecido, em que o elemento de radiação é fornecido dentro da cavidade e pelo menos uma porção de uma superfície das paredes laterais é condutora, formando, assim, uma parede eletromagnética. Portanto, uma segunda alternativa para fornecer paredes eletromagnéticas é fornecida através da provisão de um corpo separado que tem uma cavidade em que o elemento de radiação é posicionado.[0019] In a second aspect, a system comprising a radiating element as mentioned above and a body having a cavity formed by a bottom wall and side walls extending from the bottom wall is provided, wherein the radiating element is provided within the cavity and at least a portion of a surface of the side walls is conductive, thus forming an electromagnetic wall. Therefore, a second alternative for providing electromagnetic walls is provided by providing a separate body having a cavity in which the radiating element is positioned.

[0020] Ademais, em um terceiro aspecto, um método para operar um elemento de radiação conforme mencionado acima ou um sistema conforme mencionado acima é fornecido de modo a compreender a etapa de alimentar diferencialmente cada par de linhas de alimentação, fornecendo, assim, um método para alcançar as vantagens já mencionadas acima em relação ao primeiro aspecto.[0020] Furthermore, in a third aspect, a method for operating a radiating element as mentioned above or a system as mentioned above is provided so as to comprise the step of differentially powering each pair of power lines, thereby providing a method to achieve the advantages already mentioned above in relation to the first aspect.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0021] Os aspectos e formas de implementação da presente invenção descritos acima serão explicados na seguinte descrição de modalidades específicas em relação aos desenhos anexos, em que[0021] The aspects and ways of implementing the present invention described above will be explained in the following description of specific embodiments in relation to the attached drawings, in which

[0022] Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade de um elemento de radiação da presente invenção;[0022] Figure 1 shows a perspective view of one embodiment of a radiating element of the present invention;

[0023] Figura 2 mostra uma vista lateral do elemento de radiação da Figura 1;[0023] Figure 2 shows a side view of the radiating element of Figure 1;

[0024] Figura 3 mostra uma vista superior sobre o primeiro patch a ser usado em modalidades da presente invenção com formatos de fendas alternativos;[0024] Figure 3 shows a top view of the first patch to be used in embodiments of the present invention with alternative slit formats;

[0025] Figura 4(a) mostra uma vista superior do elemento de radiação sem o segundo patch e protuberâncias e substrato transparentes, e a Figura 4(b), uma vista inferior do mesmo;[0025] Figure 4(a) shows a top view of the radiating element without the second patch and protrusions and transparent substrate, and Figure 4(b), a bottom view thereof;

[0026] Figura 5(a) mostra uma vista em perspectiva de um elemento de radiação de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção e a Figura 5(b) mostra uma vista inferior do mesmo;[0026] Figure 5(a) shows a perspective view of a radiating element according to a further embodiment of the present invention and Figure 5(b) shows a bottom view thereof;

[0027] Figura 6 mostra uma vista em perspectiva de um sistema que compreende o elemento de radiação e um corpo de acordo com uma modalidade da presente invenção;[0027] Figure 6 shows a perspective view of a system comprising the radiating element and a body according to an embodiment of the present invention;

[0028] Figura 7 mostra a perda de retorno e um acoplamento entre polarizações para uma implementação com alimentação diferencial;[0028] Figure 7 shows return loss and a coupling between polarizations for a differentially powered implementation;

[0029] Figura 8 mostra o campo elétrico cortado a 3,3 GHz e uma fase de 45°; e[0029] Figure 8 shows the clipped electric field at 3.3 GHz and a phase of 45°; and

[0030] Figura 9 mostra o campo elétrico cortado a 4,7 GHz e uma fase de 45°.[0030] Figure 9 shows the clipped electric field at 4.7 GHz and a phase of 45°.

DETAILED DESCRIPTION

[0031] De modo geral, deve ser observado que todas as disposições, dispositivos, elementos, unidades e meios, entre outros, que descrevem o presente pedido, podem ser implementados por elementos de software ou hardware ou qualquer tipo de combinação dos mesmos. Todas as etapas que são realizadas pelas várias entidades descritas no presente pedido, assim como a funcionalidade descrita a ser realizada pelas várias entidades são destinadas a significar que a respectiva entidade é adaptada ou configurada para realizar as respectivas etapas ou funcionalidades. Mesmo se na seguinte descrição das modalidades específicas uma funcionalidade ou etapa específica a ser realizada por uma entidade geral não for refletida na descrição de um elemento de detalhes específico de tal entidade que realiza tal etapa ou funcionalidade específica, deve ser claro para uma pessoa versada que esses elementos e funcionalidades podem ser implementados nos respectivos elementos de hardware ou software ou qualquer tipo de combinação dos mesmos. Ademais, o método da presente invenção e suas várias etapas são incorporados nas funcionalidades dos vários elementos de aparelho descritos.[0031] In general, it should be noted that all provisions, devices, elements, units and means, among others, that describe the present application, can be implemented by software or hardware elements or any type of combination thereof. All the steps that are performed by the various entities described in the present application, as well as the described functionality to be performed by the various entities are intended to signify that the respective entity is adapted or configured to carry out the respective steps or functionalities. Even if in the following description of specific embodiments a specific functionality or step to be carried out by a general entity is not reflected in the description of a specific detail element of such entity that performs such specific step or functionality, it should be clear to a knowledgeable person that these elements and functionalities may be implemented in the respective hardware or software elements or any kind of combination thereof. Furthermore, the method of the present invention and its various steps are incorporated into the functionalities of the various apparatus elements described.

[0032] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um elemento de radiação 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O elemento de radiação 10 compreende um primeiro patch eletricamente condutor que tem um primeiro par de fendas não condutoras 30a, 30b e um segundo par de fendas não condutoras 110a, 110b. Ademais, o elemento de radiação 10 compreende um primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b e um segundo par de linhas de alimen tação 120a, 120b. Ademais, o elemento de radiação 10 compreende uma primeira camada dielétrica 50 disposta em uma direção de empilhamento entre o primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b e o segundo par de linhas de alimentação 110a, 110b e o primeiro patch 20. Ademais, o elemento de radiação 10 compreende um segundo patch eletricamente condutor 60 e uma segunda camada dielétrica 70 disposta na direção de empilhamento entre o primeiro patch 20 e o segundo patch 60. Cada linha de alimentação 40a, 40b do primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b é atribuída a uma fenda correspondente 30a, 30b do primeiro par de fendas não condutoras 30a, 30b, em que cada linha de alimentação 120a, 120b do segundo par de linhas de alimentação 120a, 120b é atribuída a uma fenda correspondente 110a, 110b do segundo par de fendas não condutoras (20a, 120b. As linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b são dispostas de modo que, para cada uma das linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b, uma porção de extremidade 35 da linha de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b se sobreponha, pelo menos parcialmente, à fenda correspondente 30a, 30b, 110a, 110b na direção de empilhamento.[0032] Figure 1 shows a perspective view of a radiating element 10 according to an embodiment of the present invention. Radiating element 10 comprises a first electrically conductive patch having a first pair of non-conductive slits 30a, 30b and a second pair of non-conductive slits 110a, 110b. Furthermore, the radiating element 10 comprises a first pair of supply lines 40a, 40b and a second pair of supply lines 120a, 120b. Furthermore, the radiating element 10 comprises a first dielectric layer 50 disposed in a stacking direction between the first pair of power lines 40a, 40b and the second pair of power lines 110a, 110b and the first patch 20. radiating element 10 comprises an electrically conductive second patch 60 and a second dielectric layer 70 disposed in the stacking direction between the first patch 20 and the second patch 60. Each feedline 40a, 40b of the first pair of feedlines 40a, 40b is assigned to a corresponding slot 30a, 30b of the first pair of non-conducting slots 30a, 30b, wherein each supply line 120a, 120b of the second pair of supply lines 120a, 120b is assigned to a corresponding slot 110a, 110b of the second pair of non-conductive slots (20a, 120b. The feed lines 40a, 40b, 120a, 120b are arranged so that, for each of the feed lines 40a, 40b, 120a, 120b, an end portion 35 of the feed line 40a, 40b, 120a, 120b overlaps, at least partially, the corresponding slot 30a, 30b, 110a, 110b in the stacking direction.

[0033] Ademais, o elemento de radiação 10 compreende uma estrutura de sustentação 80 que retém as linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b, o primeiro patch 20 e o segundo patch 60 na direção de empilhamento. A estrutura de sustentação 80 compreende um substrato 50 com um lado superior 52 e um lado inferior oposto 54, em que o primeiro patch 20 é disposto no lado superior 52 do substrato e as porções de extremidade 35 das linhas de alimentação 40a, 40b são dispostas no lado inferior 54 do substrato. Ademais, o substrato 50 forma a primeira camada dielétrica 50.[0033] Furthermore, the radiating element 10 comprises a support structure 80 that retains the feed lines 40a, 40b, 120a, 120b, the first patch 20 and the second patch 60 in the stacking direction. The support structure 80 comprises a substrate 50 having a top side 52 and an opposite bottom side 54, wherein the first patch 20 is disposed on the top side 52 of the substrate and the end portions 35 of the feed lines 40a, 40b are disposed on the underside 54 of the substrate. Furthermore, the substrate 50 forms the first dielectric layer 50.

[0034] Como pode ser visto, o elemento de radiação 10 compreende a primeira camada dielétrica 50, em que o primeiro patch eletricamente condutor 20 é fornecido. Nesse contexto, a primeira camada dielétrica 50, em princípio, pode ser uma camada de material ou ar, visto que é de conhecimento comum de uma pessoa versada que o ar é um material dielétrico. Entretanto, na modalidade da Figura 1, o ar não é escolhido como a primeira camada dielétrica 50, mas, um substrato não condutor. O substrato 50 compreende, na Figura 1, uma área em que o primeiro patch 20 é fornecido. Em princípio, a área do substrato 50 sobre a qual o primeiro patch 20 é fornecido também pode ser gravada distante da superfície de topo do substrato 50, de modo que o primeiro patch 20 seja fornecido em uma endentação do substrato 50 que é o resultado da gravação. O primeiro patch 20, por exemplo, pode ser impresso ou depositado (com o uso de processos de MID (Dispositivo de Interconexão Moldado) conhecidos) na endentação. Em uma forma de implementação, o substrato 50, portanto, pode ser um substrato de MID. Ademais, o primeiro patch 20 pode ser uma folha de metal fixada ao substrato 50. Ademais, o primeiro patch 20 compreende um primeiro par de fendas 30a, 30b e um segundo par de fendas 110a, 110b, em que, devido à vista em perspectiva da Figura 1, apenas uma fenda 30a do primeiro par é totalmente visível, em que a segunda fenda 30b do primeiro par é fornecida oposta à uma fenda 30a e, portanto, não é totalmente visível. De modo similar, a segunda fenda 110b do segundo par de fendas é apenas parcialmente visível na Figura 1, em que a primeira fenda oposta 110a do segundo par de fendas é totalmente visível. Com a disposição simétrica mostrada de fendas não condutoras 30a, 30b, 110a, 110b (uma em cada canto) e a alimentação correspondente do elemento de radiação mostrado forma um elemento de radiação de polarização dupla 10.[0034] As can be seen, the radiating element 10 comprises the first dielectric layer 50, in which the first electrically conductive patch 20 is provided. In this context, the first dielectric layer 50, in principle, can be a layer of material or air, since it is common knowledge of a person skilled in the art that air is a dielectric material. However, in the embodiment of Figure 1, air is not chosen as the first dielectric layer 50, but a non-conducting substrate. The substrate 50 comprises, in Figure 1, an area where the first patch 20 is provided. In principle, the area of the substrate 50 over which the first patch 20 is provided could also be engraved away from the top surface of the substrate 50, so that the first patch 20 is provided in an indentation of the substrate 50 that is the result of the recording. The first patch 20, for example, can be printed or deposited (using known MID (Molded Interconnect Device) processes) into the indentation. In one implementation form, substrate 50, therefore, may be a MID substrate. Furthermore, the first patch 20 can be a sheet of metal fixed to the substrate 50. Furthermore, the first patch 20 comprises a first pair of slots 30a, 30b and a second pair of slots 110a, 110b, where, due to the perspective view of Figure 1, only one slit 30a of the first pair is fully visible, whereby the second slit 30b of the first pair is provided opposite a slit 30a and is therefore not fully visible. Similarly, the second slit 110b of the second pair of slits is only partially visible in Figure 1, where the opposing first slit 110a of the second pair of slits is fully visible. With the shown symmetrical arrangement of non-conducting slits 30a, 30b, 110a, 110b (one at each corner) and the corresponding power supply of the shown radiating element forms a double polarized radiating element 10.

[0035] Em um plano perpendicular à direção de empilhamento (que é na direção, na Figura 1, do primeiro patch 20 para o segundo patch 60), uma fenda 30a do primeiro par de fendas é fornecida próxima a uma fenda 110a do segundo par de fendas em um sentido anti- horário, de modo que, no sentido anti-horário (como no sentido horário), uma fenda de um par seja alternada com uma fenda do outro par.[0035] In a plane perpendicular to the stacking direction (which is in the direction, in Figure 1, from the first patch 20 to the second patch 60), a slot 30a of the first pair of slots is provided next to a slot 110a of the second pair of slits in a counterclockwise direction, so that counterclockwise (as clockwise) a slit of one pair alternates with a slit of the other pair.

[0036] Ademais, a estrutura de sustentação 80 pode compreender protuberâncias 87 configuradas para reter o segundo patch 60. Cada protuberância 87 é disposta dentro de uma fenda correspondente 30a, 30b, 110a, 110b do primeiro patch 20. Cada protuberância 87 se estende na direção de empilhamento a partir do primeiro patch 20 para o segundo patch 60. Em outras palavras, as protuberâncias 87 podem ser fornecidas nas respectivas fendas, em que uma direção de extensão principal de cada uma das protuberâncias 87 coincide com a direção de empilhamento e uma extremidade de cada protuberância 87 pode ser fornecida dentro da fenda correspondente, de modo que, em cada fenda 30a, 30b, 110a, 110b dos dois pares de fendas, uma protuberância correspondente 87 possa ser fornecida. Ademais, a outra extremidade de cada protuberância 87 pode ser fixada a um lado inferior do segundo patch 60. Ademais, cada protuberância 87 compreende uma extensão alongada 200 com uma direção de extensão principal que coincide com a direção de empilhamento na outra extremidade da protuberância 87 próxima ao segundo patch 60. Cada extensão alongada 200 é configurada para se engatar a uma abertura correspondente no segundo patch 60, em que essa abertura pode ser formada pelos chamados “dedos chineses”, fixando, assim, o segundo patch 60 a cada uma das protuberâncias 87. Na modalidade mostrada na Figura 1, para cada fenda 30a, 30b, 110a, 110b, uma protuberância correspondente 87 é fornecida. No entanto, nas modalidades adicionais, a quantidade de fendas 30a, 30b, 110a, 110b e protuberâncias 87 pode diferir, por exemplo, de modo que não seja fornecida uma protuberância para cada fenda. Isso depende principalmente da estabilidade necessária para o segundo patch 60.[0036] Furthermore, the support structure 80 may comprise protrusions 87 configured to retain the second patch 60. Each protuberance 87 is disposed within a corresponding slot 30a, 30b, 110a, 110b of the first patch 20. Each protuberance 87 extends in the stacking direction from the first patch 20 to the second patch 60. In other words, the protuberances 87 can be provided in respective slots, wherein a major extension direction of each of the protuberances 87 coincides with the stacking direction and a The end of each protuberance 87 can be provided within the corresponding slot, so that in each slot 30a, 30b, 110a, 110b of the two pairs of slots, a corresponding protuberance 87 can be provided. Furthermore, the other end of each bulge 87 can be attached to an underside of the second patch 60. Furthermore, each bulge 87 comprises an elongated extension 200 with a major extension direction that coincides with the stacking direction at the other end of the bulge 87 next to the second patch 60. Each elongated extension 200 is configured to engage a corresponding opening in the second patch 60, which opening can be formed by so-called "Chinese fingers", thus attaching the second patch 60 to each of the protrusions 87. In the embodiment shown in Figure 1, for each slot 30a, 30b, 110a, 110b, a corresponding protrusion 87 is provided. However, in further embodiments, the amount of slots 30a, 30b, 110a, 110b and protrusions 87 may differ, for example, so that a protrusion is not provided for each slot. This mainly depends on the stability needed for the 60 second patch.

[0037] Ademais, abaixo do substrato 50, um corpo alongado 85 é fornecido, o que se estende na direção oposta ao lado inferior 54 do substrato 50. O corpo alongado 85 é na forma de um tubo, que compreende um dielétrico no lado interno (nesta modalidade, ar, porém, também pode ser qualquer outro dielétrico) e com as linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b no lado externo. Ademais, é possível ver, na Figura 1, que a linha de alimentação 40a do primeiro par de linhas de alimentação se estende ao longo de uma superfície do corpo alongado 85 na direção oposta ao substrato 50, em que a outra extremidade da linha de alimentação 40a, a saber, a porção de extremidade 35 (não visível na Figura 1) é fixada ao lado inferior do substrato 50. Ademais, devido à vista em perspectiva da Figura 1, apenas uma das linhas de alimentação 40a do primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b e uma linha de alimentação 120a do segundo par de linhas de alimentação 120a, 120b são visíveis. Entretanto, deve ser evidente, a partir da Figura 1, que uma linha de alimentação é atribuída a uma fenda correspondente, respectivamente. Ademais, abaixo do corpo alongado 85, pinos de soldagem correspondentes 210, que se estendem na direção oposta a um lado inferior do corpo alongado 85, podem ser fornecidos para conectar o elemento de radiação a uma placa PCB. Nesse contexto, o primeiro patch 20 e/ou o segundo patch 60 pode ser produzida a partir de alumínio ou cobre. Ademais, o substrato 50 é preferencialmente produzido a partir de plástico, como todas as outras partes da estrutura de sustentação. O elemento de radiação pode ser fixado a uma PCB através da preensão de pinos de soldagem 210 na abertura correspondente na PCB e fixando-se o elemento de radiação à PCB com o uso de soldagem por onda, que fornece uma forma precisa e automatizada. A PCB pode ser montada a um radiador, formando, assim, uma antena, por exemplo, antena de estação- base.[0037] Furthermore, below the substrate 50, an elongated body 85 is provided, which extends in the opposite direction to the bottom side 54 of the substrate 50. The elongated body 85 is in the form of a tube, which comprises a dielectric on the inner side (in this embodiment, air, however, can also be any other dielectric) and with the supply lines 40a, 40b, 120a, 120b on the outside. Furthermore, it can be seen from Figure 1 that the feedline 40a of the first pair of feedlines extends along one surface of the elongated body 85 in the opposite direction to the substrate 50, where the other end of the feedline 40a, namely, the end portion 35 (not visible in Figure 1) is attached to the underside of the substrate 50. Furthermore, due to the perspective view of Figure 1, only one of the feed lines 40a of the first pair of feed lines feed 40a, 40b and a feed line 120a of the second pair of feed lines 120a, 120b are visible. However, it should be evident from Figure 1 that a feedline is assigned to a corresponding slit, respectively. Furthermore, below the elongated body 85, corresponding solder pins 210, which extend in the opposite direction from an underside of the elongated body 85, may be provided to connect the radiating element to a PCB board. In that context, the first patch 20 and/or the second patch 60 can be produced from aluminum or copper. Furthermore, the substrate 50 is preferably produced from plastic, like all other parts of the support structure. The radiating element can be attached to a PCB by gripping solder pins 210 in the corresponding opening in the PCB and attaching the radiating element to the PCB using wave soldering, which provides an accurate and automated shape. The PCB can be mounted to a radiator, thus forming an antenna, eg base station antenna.

[0038] As protuberâncias 87, o substrato 50 e o corpo alongado 85, em conjunto, formam a estrutura de sustentação 80. A estrutura de sustentação pode ser uma peça única, por exemplo, um MID.[0038] The protuberances 87, the substrate 50 and the elongated body 85 together form the support structure 80. The support structure can be a single piece, for example a MID.

[0039] Ademais, a Figura 2 mostra uma vista lateral do mesmo elemento de radiação 10 que é mostrado na Figura 1. Na mesma, é possível a melhor visualização de que a porção de extremidade 35 de cada linha de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b é fixada ao lado inferior 54 do substrato 50, de modo que as porções de extremidade 35 das linhas de alimentação sejam distanciadas do primeiro patch 20. Conforme mencionado acima, isso tem grandes vantagens, visto que as correntes são induzidas a partir das linhas de alimentação para o primeiro patch 20 através de um acoplamento capacitivo, em que nenhum contato galvânico é fornecido entre as linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b e o primeiro patch 20, o que simplifica o processo de fabricação e evita juntas de metal que são geralmente uma fonte de erros. Ademais, a segunda camada dielétrica 70 é constituída, na modalidade mostrada, por ar e não é produzida a partir de nenhuma camada de material. Entretanto, obviamente, a segunda camada dielé- trica 70 pode ser produzida a partir de qualquer outro material dielétri- co diferente de ar. Em pelo menos algumas de tais modalidades, as protuberâncias 87 podem ser extinguidas, visto que a segunda camada dielétrica 70 pode ser usada como suporte para o segundo patch 60.[0039] Furthermore, Figure 2 shows a side view of the same radiating element 10 that is shown in Figure 1. Therein, it is possible to better visualize that the end portion 35 of each supply line 40a, 40b, 120a , 120b is attached to the underside 54 of the substrate 50 such that the end portions 35 of the feed lines are spaced from the first patch 20. As mentioned above, this has great advantages as currents are induced from the lines supply to the first patch 20 through a capacitive coupling, in which no galvanic contact is provided between the supply lines 40a, 40b, 120a, 120b and the first patch 20, which simplifies the manufacturing process and avoids metal joints which are usually a source of errors. Furthermore, the second dielectric layer 70 is constituted, in the shown embodiment, by air and is not produced from any material layer. However, obviously, the second dielectric layer 70 can be produced from any other dielectric material than air. In at least some such embodiments, the protuberances 87 can be quenched, whereas the second dielectric layer 70 can be used as a support for the second patch 60.

[0040] Ademais, a Figura 3 mostra diferentes exemplos das fendas correspondentes 30a, 30b, 110a, 110b que são fornecidas dentro do primeiro bloco 20, por exemplo, gravando-se o primeiro patch 20. Em particular, em uma vista superior, como mostrado na Figura 3, ambas as fendas 30a, 30b do primeiro par de fendas e ambas as fendas 110a, 110b do segundo par de fendas podem ser conformadas de modo quase arbitrário. Variando-se o comprimento das fendas, a frequência da ressonância e a impedância podem ser controladas sem modificar o comprimento do segundo patch 60. O espaço deixado pelas fendas 30a, 30b, 110a, 110b pode ser usado como mostrado nas Figuras 1 e 2 para acomodar uma extremidade das protuberâncias 87, que fornece uma disposição muito compacta e mecanicamente estável e fornece ainda uma boa estabilidade de fase.[0040] Furthermore, Figure 3 shows different examples of the corresponding slots 30a, 30b, 110a, 110b that are provided within the first block 20, for example, recording the first patch 20. In particular, in a top view, as shown in Figure 3, both slots 30a, 30b of the first pair of slots and both slots 110a, 110b of the second pair of slots can be shaped almost arbitrarily. By varying the length of the slits, the resonance frequency and the impedance can be controlled without modifying the length of the second patch 60. The space left by the slits 30a, 30b, 110a, 110b can be used as shown in Figures 1 and 2 for accommodate one end of the protrusions 87, which provides a very compact and mechanically stable arrangement and furthermore provides good phase stability.

[0041] Ademais, a Figura 4(a) mostra uma vista superior do elemento de radiação 10 em que, com propósitos de ilustração, o segundo patch 60 é removida e o substrato 50 e as protuberâncias 87 são tornados transparentes. Na mesma, é possível ver que uma direção de extensão principal, que é uma direção de uma maior extensão, de cada porção de extremidade 35 de uma linha de alimentação correspondente 40a, 40b, 120a, 120b e uma direção de extensão principal de uma fenda correspondente 30a, 30b, 110a, 110b estão em um plano perpendicular à direção de empilhamento, a saber, o plano em que o primeiro patch 20 ou o substrato 50 é fornecido, ortogonais entre si. Devido a tal disposição, uma área de sobreposição 100 na direção de empilhamento é criada. Assim, um acoplamento muito eficaz dos campos eletromagnéticos, a partir das linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b para a fenda correspondente 30a, 30b, 110a, 110b, pode ser assegurado. Ademais, é possível ver claramente que cada porção de extremidade 35 cruza completamente a fenda correspondente em uma direção de extensão curta da fenda, que é uma direção perpendicular à direção de extensão principal da fenda correspondente dentro do plano perpendicular à direção de empilhamento. As linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b são fornecidas abaixo das fendas correspondentes 30a, 30b, 110a, 110b distanciadas pelo substrato 50, porém, na direção de empilhamento, as porções de extremidade 35 são fornecidas de tal modo que a área de sobreposição 100 seja criada. Ademais, as fendas 30a e 30b são dispostas opostas umas às outras, em que o primeiro par de fendas 30a, 30b, juntamente com o pri- meiro par correspondente de linhas de alimentação 40a, 40b, aciona uma primeira polarização. Assim, o primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b é dotado da primeira polarização. Ademais, as fendas 110a, 110b, juntamente com o segundo par de linhas de alimentação 120a, 120b, também são dispostas opostas entre si, acionando, assim, uma segunda polarização que é ortogonal à primeira polarização. Assim, o segundo par de linhas de alimentação 120a, 120b é dotado da segunda polarização. As correntes são induzidas com o primeiro patch 20 a partir das linhas de alimentação 40a, 40b e 120a, 120b para o primeiro patch 20 através do acoplamento capacitivo. O primeiro patch metálico 20 é suspenso, o que significa que não há contato galvânico ou soldagem entre o primeiro patch 20 e as linhas de alimentação 40a, 40b e 120a, 120b. O acoplamento capacitivo é uma grande vantagem, em si, visto que simplifica o processo de fabricação e evita juntas metálicas que são geralmente uma fonte de erros.[0041] Furthermore, Figure 4(a) shows a top view of the radiating element 10 in which, for purposes of illustration, the second patch 60 is removed and the substrate 50 and protuberances 87 are made transparent. Therein, it is possible to see that a main extension direction, that is a direction of a greater extension, of each end portion 35 of a corresponding supply line 40a, 40b, 120a, 120b and a main extension direction of a slit corresponding 30a, 30b, 110a, 110b are in a plane perpendicular to the stacking direction, namely the plane in which the first patch 20 or the substrate 50 is supplied, orthogonal to each other. Due to such an arrangement, an overlapping area 100 in the stacking direction is created. Thus, a very effective coupling of the electromagnetic fields from the feed lines 40a, 40b, 120a, 120b to the corresponding slit 30a, 30b, 110a, 110b can be ensured. Furthermore, it can be clearly seen that each end portion 35 completely crosses the corresponding slit in a short slit extension direction, which is a direction perpendicular to the major slit direction of the corresponding slit within the plane perpendicular to the stacking direction. Feed lines 40a, 40b, 120a, 120b are provided below corresponding slots 30a, 30b, 110a, 110b spaced apart by substrate 50, however, in the stacking direction, end portions 35 are provided such that the area of overlay 100 is created. Furthermore, the slots 30a and 30b are arranged opposite each other, whereby the first pair of slots 30a, 30b, together with the corresponding first pair of feed lines 40a, 40b, trigger a first bias. Thus, the first pair of feed lines 40a, 40b is provided with the first bias. Furthermore, the slots 110a, 110b, along with the second pair of feed lines 120a, 120b, are also arranged opposite each other, thus driving a second bias that is orthogonal to the first bias. Thus, the second pair of power lines 120a, 120b are provided with the second bias. Currents are induced with the first patch 20 from the feed lines 40a, 40b and 120a, 120b into the first patch 20 through capacitive coupling. The first metallic patch 20 is suspended, which means that there is no galvanic contact or soldering between the first patch 20 and the feed lines 40a, 40b and 120a, 120b. Capacitive coupling is a big advantage in itself, as it simplifies the manufacturing process and avoids metallic joints which are often a source of errors.

[0042] Durante a operação do elemento de radiação 10, o primeiro par de linhas de alimentação 40a, 40b é alimentado com uma corrente e/ou tensão que possibilita a primeira polarização e o segundo par de linhas de alimentação 120a, 120b é alimentado com uma corrente e/ou tensão que possibilita a segunda polarização. Ademais, para cada par de linhas de alimentação, uma dentre as linhas de alimentação do par de linhas de alimentação é alimentada com corrente e/ou tensão que tem uma fase que é oposta à fase da outra linha de alimentação de tal par. Isso pode ser realizado com o uso de um balun.[0042] During the operation of the radiating element 10, the first pair of power lines 40a, 40b is supplied with a current and/or voltage that enables the first polarization and the second pair of power lines 120a, 120b is supplied with a current and/or voltage that makes the second polarization possible. Furthermore, for each pair of supply lines, one of the supply lines of the pair of supply lines is supplied with current and/or voltage having a phase which is opposite to the phase of the other supply line of such pair. This can be accomplished with the use of a balun.

[0043] Ademais, a Figura 4(b) mostra uma vista inferior do elemento de radiação da Figura 4(a), em que é possível ver claramente na mesma que cada uma das linhas de alimentação 40a, 40b, 120a, 120b é fixada pela porção de extremidade correspondente 35 na superfície de fundo 54 do substrato 50.[0043] Furthermore, Figure 4(b) shows a bottom view of the radiating element of Figure 4(a), where it is possible to clearly see that each of the supply lines 40a, 40b, 120a, 120b is fixed by the corresponding end portion 35 on the bottom surface 54 of the substrate 50.

[0044] A Figura 5(a) mostra uma vista em perspectiva de um ele- mento de radiação de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção, em que a estrutura de sustentação compreende paredes laterais 140 que se estendem opostas à direção de empilhamento entre o fundo do elemento de radiação e o lado superior 52 do substrato 50. As paredes laterais 140 envolvem as bordas do substrato 50. Ademais, as paredes laterais 140 direcionadas na direção oposta ao substrato 50 são, pelo menos parcialmente, metalizadas para formar paredes eletromagnéticas. A metalização não é explicitamente mostrada na Figura 5(a). Deve ser claro que as paredes laterais 140 também podem se estender na direção de empilhamento em vez da direção oposta à direção de empilhamento a partir da superfície de to- po/superfície de fundo do substrato 50 ou podem se estender opostas à direção de empilhamento e, ao mesmo tempo, na direção de empilhamento a partir da superfície de topo/superfície de fundo do substrato 50. Portanto, a Figura 5(a) mostra apenas um exemplo da extensão e dimensões de paredes laterais 140.[0044] Figure 5(a) shows a perspective view of a radiating element according to an additional embodiment of the present invention, in which the support structure comprises side walls 140 that extend opposite to the stacking direction between the bottom of the radiating element and the top side 52 of the substrate 50. The side walls 140 surround the edges of the substrate 50. Furthermore, the side walls 140 facing away from the substrate 50 are at least partially metallized to form electromagnetic walls . Metallization is not explicitly shown in Figure 5(a). It should be clear that the sidewalls 140 may also extend in the stacking direction rather than the opposite direction of the stacking direction from the top surface/bottom surface of the substrate 50 or they may extend opposite the stacking direction and , at the same time, in the stacking direction from the top surface/bottom surface of substrate 50. Therefore, Figure 5(a) shows only one example of the length and dimensions of sidewalls 140.

[0045] Ademais, a Figura 5(b) mostra uma vista inferior do elemento de radiação da Figura 5(a), em que, na mesma, a extensão das paredes laterais 140 pode ser claramente vista estendendo-se a partir da superfície de topo do substrato 50 para a extremidade inferior do elemento de radiação 10.[0045] Furthermore, Figure 5(b) shows a bottom view of the radiating element of Figure 5(a), in which, therein, the extension of the side walls 140 can be clearly seen extending from the surface of top of substrate 50 to bottom end of radiating element 10.

[0046] A Figura 6 mostra uma alternativa à disposição mostrada nas Figuras 5(a) a 5(b). A Figura 6 mostra um sistema de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção. O sistema compreende um elemento de radiação 10 (por exemplo, aquele conforme mostrado em conjunto com a Figura 1 e a Figura 2) e um corpo 150, porém, não há paredes laterais integradas como nas Figuras 6(a) a 6(b). Em vez disso, nessa modalidade, o elemento de radiação 10 é fornecido dentro de uma cavidade 160 de um corpo 150, em que o elemento de radiação 10 é fornecido dentro da cavidade 160. Ade- mais, pelo menos uma porção das paredes laterais 180 direcionadas opostas ao substrato 50 e, portanto, direcionadas opostas ao elemento de radiação 10, pode ser metalizada para gerar paredes eletromagnéticas. Ademais, as paredes laterais 180 podem ter as mesmas dimensões ou podem ter dimensões diferentes. Portanto, a disposição mostrada na Figura 6 se assemelha a uma alternativa à disposição mostrada nas Figuras 5(a) a 5(b).[0046] Figure 6 shows an alternative to the arrangement shown in Figures 5(a) to 5(b). Figure 6 shows a system in accordance with a further embodiment of the present invention. The system comprises a radiating element 10 (e.g. the one as shown in conjunction with Figure 1 and Figure 2) and a body 150, however there are no integral sidewalls as in Figures 6(a) to 6(b) . Rather, in that embodiment, the radiating element 10 is provided within a cavity 160 of a body 150, wherein the radiating element 10 is provided within the cavity 160. Furthermore, at least a portion of the side walls 180 directed opposite the substrate 50 and therefore directed opposite the radiating element 10, can be metallized to generate electromagnetic walls. Furthermore, the sidewalls 180 can have the same dimensions or they can have different dimensions. Therefore, the arrangement shown in Figure 6 resembles an alternative to the arrangement shown in Figures 5(a) to 5(b).

[0047] Ademais, a Figura 7 mostra a perda de retorno (RL) e um acoplamento entre as polarizações para um elemento de radiação 10 conforme mostrado nas Figuras 1 e 2 com uma alimentação diferencial.[0047] Furthermore, Figure 7 shows the return loss (RL) and a coupling between polarizations for a radiating element 10 as shown in Figures 1 and 2 with a differential supply.

[0048] Nesse contexto, a Figura 8 mostra o campo elétrico do elemento de radiação 10 conforme mostrado na Figura 1 e na Figura 2 cortado a 3,3 GHz e uma fase de 45°. Ademais, a Figura 9 mostra o campo elétrico cortado a 4,7 GHz e uma fase de 45°, em que, na Figura 9, é possível ver claramente que em 4,7 GHz, um acoplamento forte entre as fendas e o segundo patch 60 está presente.[0048] In this context, Figure 8 shows the electric field of the radiating element 10 as shown in Figure 1 and Figure 2 clipped at 3.3 GHz and a phase of 45°. Furthermore, Figure 9 shows the electric field clipped at 4.7 GHz and a 45° phase, where, in Figure 9, it is possible to clearly see that at 4.7 GHz, a strong coupling between the slits and the second patch 60 is present.

[0049] Embora nas modalidades mostradas dois pares de fendas e dois pares de linhas de alimentação estejam presentes para formar elementos de radiação de polarização dupla, de acordo com modalidades adicionais, apenas um par de fendas e apenas um par correspondente de linhas de alimentação também podem ser contemplados para formar um elemento de radiação de polarização única. Consequentemente, em modalidades adicionais, uma quantidade maior de pares de fendas e pares correspondentes de linhas de alimentação também é possível, por exemplo, para alcançar uma quantidade ainda maior de polarizações.[0049] Although in the embodiments shown two pairs of slits and two pairs of power lines are present to form dual polarization radiating elements, according to further embodiments, only one pair of slits and only one pair of corresponding power lines are also present may be contemplated to form a single polarization radiating element. Consequently, in further embodiments, a greater number of pairs of slits and corresponding pairs of feedlines is also possible, for example, to achieve an even greater number of polarizations.

[0050] A invenção foi descrita em conjunto com várias modalidades no presente documento. Entretanto, outras variações nas modalidades anexas podem ser entendidas e efetuadas pelos versados na técnica e a prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nessas reivindicações, a palavra “compreende” não exclui outros elementos ou etapas e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode satisfazer a função de vários itens mencionados nas reivindicações. O mero fato de que determinadas medidas são mencionadas nas reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada como vantagem. Um programa de computador pode ser armazenado/distribuído em um meio adequado, como um meio de armazenamento óptico ou um meio de estado sólido fornecido juntamente com ou como parte de outro hardware, porém, também pode ser distribuído de outras formas, como por meio da internet ou outros sistemas de telecomunicação com fio ou sem fio.[0050] The invention has been described together with various embodiments in the present document. However, other variations in the attached modalities can be understood and carried out by those versed in the technique and the practice of the claimed invention, from a study of the drawings, the disclosure and the attached claims. In these claims, the word "comprises" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. A single processor or other unit can fulfill the function of multiple items mentioned in the claims. The mere fact that certain measures are mentioned in the mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage. A computer program may be stored/distributed on a suitable medium, such as an optical storage medium or a solid-state medium provided with or as part of other hardware, however, it may also be distributed in other ways, such as via internet or other wired or wireless telecommunication systems.

Claims

1. Radiating element (10) characterized by comprising: • a first electrically conductive patch (20) having a first pair of non-conductive slits (30a, 30b), • a first pair of power lines (40a, 40b), • a first dielectric layer (50) disposed in a stacking direction between the feed lines (40a, 40b) and the first patch (20), • an electrically conductive second patch (60), and • a second dielectric layer (70) disposed in the stacking direction between the first patch (20) and the second patch (60); • wherein each supply line (40a, 40b) of the first pair of supply lines (40a, 40b) is assigned to a corresponding slot (30a, 30b) of the first pair of non-conductive slots (30a, 30b); • in which the supply lines (40a, 40b) are arranged so that for each of the supply lines (40a, 40b) an end portion (35) of the supply line (40a, 40b) at least partially overlaps to the corresponding slot (30a, 30b) in the stacking direction; wherein the radiating element (10) further comprises: a support structure (80) that holds at least the feed lines (40a, 40b), the first patch (20) and the second patch (60) in the stacking direction , wherein the support structure (80) comprises: a substrate having a top side (52) and an opposite bottom side (54), an elongated body (85) extending away from the bottom side (54) of the substrate, and at least two projections (87) configured to retain the second patch (60), and where the substrate forms the first dielectric layer (50), the first patch (20) is disposed on the upper side (52) of the substrate and on the end portions (35) of the feed lines (40a, 40b) are disposed on the bottom side (54) of the substrate, the pair of feed lines (40a, 40b) extend from the bottom side (54) of the substrate to and from the along one surface of the elongated body (85), each projection (87) being disposed within a corresponding slot (30a, 30b) of the foot first patch (20), wherein each projection (87) extends in the stacking direction from the first patch (20) to the second patch (60), wherein the support structure is a single piece, the radiating element (10) further comprises: a second pair of power lines (120a, 120b); and wherein the first patch (20) further comprises a second pair of non-conductive slits (110a, 110b); wherein each feed line (120a, 120b) of the second pair of feed lines (120a, 120b) is assigned to a corresponding slot (110a, 110b) of the second pair of non-conducting slots (120a, 120b); wherein the first pair of slits (30a, 30b) are arranged to form a first polarization of the radiating element (10); wherein the second pair of slits (110a, 110b) are arranged to form a second polarization of the radiating element (10); wherein the first polarization and the second polarization are orthogonal to each other; wherein a slit of the first pair of slits is provided next to a slit of the second pair of slits in a counterclockwise direction, such that in a counterclockwise direction a slit of one pair alternates with a slit of the other pair; and the first pair of power lines (40a, 40b) are supplied with a current and/or voltage enabling the first bias and the second pair of power lines (120a, 120b) are supplied with a current and/or voltage allowing the second polarization, and wherein for each pair of supply lines one of the supply lines of the pair of supply lines is supplied with current and/or voltage having a phase opposite to the phase of the other supply line of that pair.

Radiating element (10) according to claim 1, characterized in that the support structure is a molded interconnect device (MID).

3. Radiating element (10) according to claim 1, characterized in that the second dielectric layer (70) consists of air.

Radiating element (10) according to claim 1, characterized in that the support structure (80) is a non-conducting part.

5. Radiating element (10), according to claim 1, characterized in that in the overlapping area between each slit (30a, 30b) and the corresponding supply line (40a, 40b), the slit (30a, 30b) and the supply line (40a, 40b) are orthogonal to each other.

6. Radiating element (10) according to claim 1, characterized in that each feed line (40a, 40b) crosses the corresponding slit (30a, 30b) completely in the direction of short extension of the slit (30a, 30b ).

7. Radiation element (10), according to claim 1, characterized in that it further comprises: electromagnetic walls involving the first and second patches (20, 60); wherein the electromagnetic walls extend in the stacking direction from a bottom of the radiating element (10), preferably up to the first patch (20).

8. Radiating element (10), according to claim 7, characterized in that the support structure (80) comprises side walls (140) that extend in the stacking direction between the bottom of the radiating element (10 ) and the underside (54) of the substrate; wherein the side walls (140) of the support structure (80) are at least partially metallized to form the electromagnetic walls.

9. System characterized in that it comprises a radiating element (10) according to any one of the preceding claims and a body (150) having a cavity (160) formed by a bottom wall (170) and side walls (180) extending from the bottom wall (170), wherein the radiating element (10) is provided within the cavity (160) and at least a portion of a surface of the side walls (180) is conductive, thus forming an electromagnetic wall.

10. Method for operating a Radiator Element (10), according to any one of claims 1 to 8, or system, according to claim 9, characterized in that it comprises the step of differential feeding of each pair of power lines power (40a, 40b, 120a, 120b).