CN101820097A

CN101820097A - 双极化天线模块

Info

Publication number: CN101820097A
Application number: CN201010113123A
Authority: CN
Inventors: 杰瑞特·D·莫罗
Original assignee: Laird Technologies Inc
Current assignee: Laird Technologies Inc
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: CN101820097B; US8072384B2; US20100177012A1

Abstract

本发明涉及双极化天线模块。一种阵列天线模块包括多个天线组件。各天线组件通常包括第一辐射元件和第二辐射元件，第二辐射元件与第一辐射元件空间分离，并且容性耦合到第一辐射元件。第一传输线容性耦合到第一辐射元件，第二传输线通过连接器电耦合到第一辐射元件。所述天线组件能够工作以向至少一个或更多个无线应用设备发送至少一个或更多个信号，和/或从至少一个或更多个无线应用设备接收至少一个或更多个信号。第一辐射元件、第二辐射元件、第一传输线和/或第二传输线耦合到基板。这些基板中的至少一个或更多个可以包括环氧树脂粘合玻璃纤维，例如阻燃剂4。

Description

双极化天线模块

技术领域

本公开总体上涉及天线模块，尤其是涉及例如与无线应用设备等一起使用的双极化天线模块。

背景技术

本部分提供了与本公开相关的背景信息，这部分内容并不一定是现有技术。

无线应用设备，例如膝上型电脑、蜂窝电话、无线监控设备等，通常在无线操作中使用。像这样的使用持续增长。因此，需要额外的频带(以更低的成本)来适应这种增长，同时也需要能够处理额外的、不同频带的天线组件。

发明内容

本部分提供了对本公开的概述，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。

本公开的示例实施方式总体上针对天线组件，该天线组件被配置为与至少一个或更多个个无线应用设备一起使用。在一个示例实施方式中，天线组件总体上包括第一辐射元件和第二辐射元件，第二辐射元件与第一辐射元件空间分离并且容性耦合到第一辐射元件。第一传输线容性耦合到第一辐射元件，并且第二传输线通过连接器电耦合到第一辐射元件。天线组件能够操作以向至少一个或更多个无线应用设备发送至少一个或更多个信号，和/或从至少一个或更多个无线应用设备接收至少一个或更多个信号。

本公开的示例实施方式总体上还针对阵列天线模块。在一个示例实施方式中，阵列天线模块总体上包括由天线组件构成的阵列。各天线组件总体上包括第一辐射元件、与第一辐射元件空间分离且容性耦合到第一辐射元件的第二辐射元件、容性耦合到第一辐射元件的第一传输线、第二传输线、以及电耦合第二传输线和第一辐射元件的连接器。

在另一个示例实施方式中，阵列天线模块总体上包括第一、第二和第三空间分离的基板。第一、第二和第三基板按照大致层叠取向设置，使得第二基板总体上设置在第一基板与第三基板之间。第一、第二和第三基板中的至少一个或更多个基板包括环氧树脂粘合玻璃纤维。所例举的阵列天线模块还包括多对第一辐射元件和第二辐射元件。各对中的第一辐射元件耦合到第二基板，各对中的第二辐射元件相对于其所在对中的第一辐射元件以层叠取向耦合到第一基板。提供了第一传输线网络和第二传输线网络，以与所述多对第一辐射元件和第二辐射元件中的各对第一辐射元件和第二辐射元件进行互联，并用于向所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送至少一个或更多个信号。第一传输线网络能够操作以向处于第一极化的所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送至少一个或更多个信号，并且第二传输线网络能够操作以向处于第二极化的所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送至少一个或更多个信号。

在另一个示例实施方式中，阵列天线模块总体上包括第一、第二和第三空间分离的印刷电路板，第一、第二和第三印刷电路板按照大致层叠取向设置，使得第二印刷电路板总体上设置在第一印刷电路板与第三印刷电路板之间。第一、第二和第三印刷电路板中的至少一个或更多个包括阻燃剂4。所例举的阵列天线模块总体上还包括多对驱动贴片(driven patch)和寄生贴片。各对中的驱动贴片被刻蚀在第二印刷电路板的上表面上，各对中的寄生贴片相对于其配对的驱动贴片以层叠取向被刻蚀在第一印刷电路板的上表面上。提供了第一和第二传输线网络，以与所述多对驱动贴片和寄生贴片中的各对进行互联，并用于向所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送至少一个或更多个信号，从而发送到至少一个或更多个无线应用设备。第一传输线网络被刻蚀在第二印刷电路板的下表面上，第二传输线网络被刻蚀在第三印刷电路板的下表面上。此外，第一传输线网络容性耦合到各对驱动贴片和寄生贴片。多个电连接器将第二传输线连接到各对驱动贴片和寄生贴片中的驱动贴片。第一传输线网络能够操作以向处于第一极化的所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送至少一个或更多个信号，第二传输线网络能够操作以向处于第二极化的所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送至少一个或更多个信号。

进一步的应用领域在下面的描述中将显而易见。该发明内容中的描述和特定实施例仅用于例示，而非限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图只是用于例示所选择的实施方式，而非所有可能的实现，同时并不是要限制本公开的范围。

图1是一个阵列天线模块的示例实施方式的上立体图，该阵列天线模块包括本公开的一个或更多个方面；

图2是图1中的阵列天线模块的下立体图；

图3是图1中的阵列天线模块中的天线组件的局部放大立体图；

图4是图3中的天线组件沿包括图3的4-4线的平面截取的截面图；

图5所示为在大约5.47吉赫兹(GHz)的频率下，在图1中的示例阵列天线模块的第一端口处测量到的该示例阵列天线模块的共极和交叉极E平面(仰角)辐射方向图；

图6所示为在大约5.47GHz的频率下，在图1中的示例阵列天线模块的第一端口处测量到的该示例阵列天线模块的共极和交叉极H平面(方位角)辐射方向图；

图7所示为在大约5.47GHz的频率下，在图1中的示例阵列天线模块的第二端口处测量到的该示例阵列天线模块的共极和交叉极E平面(仰角)辐射方向图；以及

图8所示为在大约5.47GHz的频率下，在图1中的示例阵列天线模块的第二端口处测量到的该示例阵列天线模块的共极和交叉极H平面(方位角)辐射方向图。

相同的附图标记在上述多个视图中表示相同的部分。

具体实施方式

现在结合附图来更全面地描述示例实施方式。

提供的示例实施方式使得本公开是充分的，并且向本领域技术人员全面说明范围。阐述了众多的具体细节，如特殊组件、设备和/或方法的示例，以对本公开实施方式提供透彻理解。本领域技术人员应当理解，这些具体细节不是必须采用的，所述示例实施方式可以通过多种不同形式实现，并且也不应被解释为对本公开范围的限制。在一些示例实施方式中，没有具体描述公知的过程、公知的设备结构以及公知的技术。

这里使用的术语仅用于描述特定示例实施方式，并不用于进行限制。这里使用的单数形式“一”和“所述”也可以包括复数形式，除非上下文明确另有所指。术语“包括”和“具有”是包括的意思，从而指定所述的特征、要件、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是，也不排除一个或更多个其他特征、要件、步骤、操作、元件、组件和/或它们构成的组的存在或添加。

当一个元件或层被称为“接合到”、“连接到”、“耦合到”另一元件或层，或者是“在另一元件或层上”时，它既可以是直接接合、连接、耦合到另一元件或层或者是直接在另一元件或层上，也可以存在插入元件或层。相反，当一个元件或层被称为是“直接接合到”、“直接连接到”、“直接耦合到”另一元件或层或者是“直接在另一元件或层上”时，就不存在插入的元件或层。描述元件之间关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”，“邻近”和“直接邻近”等)。正如这里使用的，术语“和/或”包括相关列举项的中一个或更多个的任意或所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等在这里可以用于描述各种不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分并不受这些术语限制。这些术语仅可用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如第一、第二以及其他数字的术语在此使用时，除非在上下文中明确说明，否则在这里并不表示序列或顺序关系。这样，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被命名为第二元件、组件、区域、层或部分，而不背离所述示例实施方式的教导。

在这里可以使用空间关系术语，例如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以便于描述附图中所示的一个元件或特征相对于另外的元件或特征之间的关系。除了附图中所示的取向外，空间关系术语可以扩展到包含使用或操作中的设备的不同取向。例如，如果附图中的装置反转过来，被描述为在其他元件或特征“下方”的元件将位于所述其他元件或特征的“上方”。这样，示例词语“下方”可以包含“上方”和“下方”两个取向。装置还可以以其它方式取向(旋转90度或按其他方位取向)，这里使用的空间关系描述要相应具有不同的解释。

根据本公开的各个不同方面，提供了适于在多种不同频率带宽下工作的阵列天线模块(以及适合于与阵列天线模块一起使用的天线组件)。例如，阵列天线模块可以适于在包括例如GSM 850、GSM 900、GSM 1800、GSM 1900、UMTS2100、Wi-Fi 2400和Wi-Fi 5000等在内的频率带宽下工作。另外，阵列天线模块可以用于与例如蜂窝系统、无线互联网服务提供商(WISP)网络、宽带无线接入(BWA)系统、无线局域网(WLAN)和无线应用设备等相关联的系统和/或网络和/或设备中。

本公开的阵列天线模块还可以从和/或向系统、网络和/或设备接收和/或发送一个或更多个信号。例如，阵列天线模块的天线组件可以包括双极化天线组件，该双极化天线组件使得能够基本同时发送和/或接收至少两个或更多个独立信号。此外，该双极化天线组件还使得多输入多输出(MIMO)系统能够工作，在该MIMO系统中，在链路的两端来发送和接收多个信号，并且对实际数据进行编、解码信号处理。

现在参考附图，图1-4示出了阵列天线模块100(或阵列天线板、或天线板、或天线等)的示例实施方式，它包括本公开的一个或更多个方面。例如，所示的阵列天线模块100可以被配置为与无线应用设备(例如，个人数字助理、个人电脑、蜂窝电话等)一起使用，以向该无线应用设备发送信号和/或从该无线应用设备接收信号。所示的阵列天线模块100可以作为无线盒硬件的一部分而被包括在内，该无线盒硬件用于与蜂窝电话网络的基站子系统通信，该基站子系统能够操作以帮助解决蜂窝电话和网络交换子系统之间的业务和信令。另选的是，在本公开的范围内，所示的阵列天线模块100可以被包括为基站子系统本身的一部分，或者被包括为点对点数据回路系统的一部分，或者被包括为其他系统、网络、设备等的一部分。

如图1和2所示，所示的阵列天线模块100总体上包括设置在模块100上的天线组件104的阵列。所示的阵列天线模块100包括16个天线组件104，它们总体上按照4×4阵列排列。第一和第二馈电网络108和110(或传输线网络等)与天线组件104互联以进行工作(例如，向天线组件104等提供信号和/或从天线组件104等接收信号)。图1示出了第一馈电网络108总体上沿阵列天线模块100的上部延伸。第一馈电网络108包括第一端口112。图2示出了第二馈电网络110总体上沿阵列天线模块100的下部延伸。第二馈电网络110包括第二端口114。

第一馈电网络108和第二馈电网络110中的每一个都位于大致平行的平面内。在所例示的实施方式中，每一个馈电网络限定了一种大体相似的网络图案。然而，第二馈电网络110(图2)的网络图案相对于第一馈电网络108(图1)的网络图案存在大约90度的角度偏移。另外，所例示的第一和第二馈电网络108和110各自的微带连接线115和116，将网络108和110耦合到天线组件104的相应一个，并且随着它们远离所述天线组件延伸至少部分地成角度(例如，相对于到天线组件104或从天线组件104出发的连接线115和116的馈电、传播、延伸等的方向测量时大约成35度角等)，以帮助修正阵列天线模块100中的组件的相位。此外，这可以有助于在阵列天线模块100中进行第一和/或第二馈电网络108和/或110的定位、装配等工作(例如，在可能需要考虑尺寸限制等情况下)，而仍然保持与天线组件104的期望距离。

在另外的示例实施方式中，阵列天线模块可以包括多于或少于16个天线组件，和/或在阵列天线模块上按与这里公开的方式所不同的方式排列的天线组件。例如，在本公开的范围内，天线组件可以总体上按照2×2阵列、3×3阵列、2×8阵列、4×3阵列或其他规格的阵列进行排列。另外，阵列天线模块可以包括馈电网络，这些馈电网络可以具有相比于与在本公开的范围中所公开的内容不同的网络图案，和/或不同角度取向，和/或不同取向的连接线。例如，可以使用至少一个或更多个不同的并行馈电网络和/或串行馈电网络。在一个示例实施方式中，例如，阵列天线模块包括第一和第二馈电网络，其中第一和第二馈电网络总体上以类似方式排列，但是第一馈电网络包括第一网络图案，而第二馈电网络包括不同的第二网络图案。

所示的阵列天线模块100一般还包括四个空间分离的层叠基板层118、120、122和124。第一和第二基板118和120总体上置于阵列天线模块100的上部(图1)，第三和第四基板122和124总体上置于阵列天线模块100的下部(图2)。基板118、120、122和124总体上彼此平行放置。另外，第一基板118总体上位于第二基板120的上方，并总体上与之平行；第四基板124总体上位于第三基板122的下方，并总体上与之平行。进一步来说，第二基板120总体上放置在第一基板118和第三基板122之间，第三基板122总体上放置在第二基板120和第四基板124之间。

接地面128总体上放置在第二基板120和第三基板122之间，并总体上与它们平行(总体上将阵列天线模块100分隔为上部和下部)。在本发明公开的范围内，接地面128例如可以包括金属材料，例如镀铝钢、镀锡钢、黄铜等。在图1中，用虚线表示阵列天线模块100的各个组件，这些组件总体上设置在接地面128上方，并被第一基板118和/或第二基板120所掩盖。在图2中，用虚线表示阵列天线模块100的各个组件，这些组件总体上设置在接地面128下方，并被第三基板122和/或第四基板124所掩盖。

在所示的实施方式中，第一基板118包括单面印刷电路板(PCB)，该PCB具有(例如，在PCB的上表面等上的)用于帮助阵列天线模块100的控制操作的电路(例如滤波器、振荡器、混频器、功率放大器等)。第二基板120包括双面PCB，该双面PCB同样具有(例如，在PCB的上表面和/或下表面等上的)用于帮助阵列天线模块100的控制操作的电路。第三基板122包括单面PCB，该单面PCB具有(例如，在PCB的下表面等上的)用于帮助阵列天线模块100的控制操作的电路。第一基板118、第二基板120和/或第三基板122的PCB可以在它们的构造中至少部分地包括环氧树脂粘合玻璃纤维(例如阻燃剂4(FR4)等)，以有助于降低产品成本，并有助于改进其操作。在其它示例实施方式中，PCB可以在它们的构造中包括其他材料，例如，低成本的PCB构造材料等。在其它示例实施方式中，PCB可以在它们的构造中包括其它基板材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)等。

第四基板124包括背板(或支撑板等)，用于支持阵列天线模块100和/或在需要时将阵列天线模块100耦合到网络、系统等。在本公开的范围内，背板可以包括例如金属材料等。第四基板124还可以提供在第二馈电网络110之后的接地表面。

现在参考图3和图4，第一基板118和第二基板120、第二基板120和第三基板122、第三基板122和第四基板124各自之间通过相应的空气层132、134和136隔开。例如，针对基板118、120、122和124中的相邻基板设置了间隔物，用于产生、提供或者说形成各个空气层132、134和136。在所示的实施方式中，例如，将间隔物(未示出)放置在第一基板118和第二基板120之间，用于在第一基板118与第二基板120之间产生空气层132。将间隔物(例如，置于第二馈电网络110外侧的外部间隔物等)耦合到第四基板124和接地面128，从而相对于第三基板122来对第四基板124进行定位，以在第三基板122和第四基板124之间产生空气层136。在本公开的范围内，间隔物可以包括任何合适的材料，例如泡沫、塑料材料、金属材料以及它们的组合等。

馈电点间隔物140(在图3和图4中仅显示了一个)放置在第二基板120和第三基板122之间，用于在第二基板120和第三基板122之间产生空气层134。馈电点间隔物140总体上延伸穿过接地面128，使得形成于第二基板120和第三基板122之间的空气层134的至少一部分总体上位于接地面128上方，并且空气层134的至少一部分总体上位于接地面128下方。在本公开的范围内，馈电点间隔物140可以包括任何合适的材料，例如泡沫、塑料材料、金属材料以及它们的组合等。应当意识到，在本公开的范围内，可以使用其他合适的间隔物来在阵列天线模块100中产生空气层132、134和136。

现在描述所示的阵列天线模块100中的天线组件104。各个天线组件104在实质上是相似的。因此，对图3和4中所示的天线组件104进行了描述，但应当理解对各个其它天线组件104的描述实质上也是相同的。

所示的天线组件104总体上包括一对贴片，该一对贴片包括驱动贴片144(一般是辐射元件)和寄生贴片146(一般是辐射元件)。驱动贴片144耦合到(例如，被刻蚀等在)第二基板120上(例如，耦合到第二基板120的PCB从而与PCB上的电路等通信)。寄生贴片146耦合到(例如，刻蚀等在)第一基板118(例如，耦合到第一基板118的PCB从而与PCB上的电路等通信)。驱动贴片144和寄生贴片146总体上都置于接地面128上方。

寄生贴片146和驱动贴片144总体上由第一基板118和第二基板120之间的空气层132空间分离(和隔开)。在该位置处，寄生贴片146与驱动贴片144容性耦合。另外，寄生贴片146总体上在驱动贴片144上方，这样，贴片144和146按照大致层叠取向设置。进一步来说，在所示的实施方式中，驱动贴片144总体上比寄生贴片146要大，这样寄生贴片146总体上位于(例如，大致层叠等在)驱动贴片144上方，并位于驱动贴片144所限定的界限之内。驱动贴片144和寄生贴片146从形状上来说总体上是平面的，并且还处于大致相互平行的取向。

继续参考图3和图4，第一馈电网络108和第二馈电网络110各自分别包括微带馈线150和152，微带馈线150和152与驱动贴片144耦合(并且总体上与天线组件104和寄生贴片146耦合)，用于从天线组件104接收信号和/或向天线组件104发送信号。如图3所示，像前文针对第一馈电网络108和第二馈电网络110的网络图案所述那样，第一馈电网络的微带馈线150和第二馈电网络110的微带馈线152存在大约90度的角度偏移。这在后文中会更详细的描述。因此，在图3中，第一馈电网络108的微带馈线150被示出为总体上向驱动贴片144的左边延伸，而第二馈电网络110的微带馈线152被示出为总体上向驱动贴片144的右边延伸。

如图4所示，第一馈电网络108的微带馈线150耦合到(例如刻蚀等在)第二基板120上(例如，耦合到第二基板120的PCB从而与该PCB上的电路通信等)。该微带馈线150邻近耦合(例如，容性耦合等)到天线组件104(例如，耦合到天线组件104的驱动贴片144和/或寄生贴片146等)。第二馈电网络110的微带馈线152耦合到(例如，刻蚀等在)第三基板122上(例如，耦合到第三基板122的PCB从而与该PCB上的电路通信等)。该微带馈线152通过接地面128而与驱动贴片144分离。引脚156(或探针，或其他合适的连接器等)(广义上说是连接器)延伸穿过馈电点间隔物140(穿过第二基板120的至少一部分、接地面128以及第三基板122的至少一部分)，而直接地(例如电气地等)将微带馈线152耦合到天线组件104(例如，耦合到天线组件104的驱动贴片144等)。

如前所述，所示的阵列天线模块100在需要时可以从所选择的系统、网络、设备等接收信号和/或向所选择的系统、网络、设备等发送信号。例如，第一馈电网络108和第二馈电网络110能够(例如，通过第一端口112和第二端口114等)向设置在阵列天线模块100中的一个或更多个天线组件104馈送所期望的信号，以发送到至少一个或更多个无线应用设备。这样一来，第一馈电网络108进行工作，以向天线组件104(例如，向天线组件104的驱动贴片144和/或寄生贴片146等)容性馈送所期望的信号，第二馈电网络110通过引脚156向天线组件104(例如，向天线组件104的驱动贴片144等)直接馈送所期望的信号。配置驱动贴片144(例如，改变大小、形状、构造等)，以例如在一个或更多个期望频率带宽(例如，4.9GHz到5.9GHz，或其它期望频率带宽等)处提供一个或更多个谐振。寄生贴片146容性耦合到驱动贴片144，并被配置为在所选带宽的较高频率处引入额外的谐振，以例如有助于提高在较高频率处的带宽。除了产生额外的谐振之外，寄生贴片和驱动贴片的耦合还通过利用寄生贴片的高度(以及寄生贴片所提供的带宽)得到额外的带宽。因此，寄生贴片可以有助于增大天线组件的带宽。

所示的阵列天线模块100包括具有45度倾斜极化的天线组件104。当用于向至少一个或更多个无线应用设备发送信号时，第一馈电网络108进行工作，以向天线组件104提供(例如馈送等)期望信号的第一极化，第二馈电网络110进行工作，以向天线组件104提供(例如馈送等)期望信号的第二极化。例如，期望信号的第一极化和第二极化可以相差或偏移±45度(总共为90度)。45度倾斜操作基于阵列天线模块100的安装，使得一个极化是+45度，而第二极化是-45度，而阵列天线模块100总体上呈菱形。在其它示例实施方式中，在本公开的范围中，阵列天线模块可以具有其它极化(例如，45度倾斜以外的极化等)。

现参照图5-8，图中示出了针对一示例阵列天线模块而测量到的示例增益辐射方向图(例如，45度倾斜辐射方向图等)，该示例阵列天线模块基本上类似于上面描述且在图1-4中例示的阵列天线模块(例如，当测量45度倾斜辐射方向图时，以菱形结构安装等)。例如，图5所示为在大约5.47吉赫兹(GHz)频率下，在示例的阵列天线模块的第一端口处，针对增益分别测量到的示例共极和交叉极E平面(仰角)辐射方向图270和272。图6所示为在大约5.47GHz频率下，在示例的阵列天线模块的第一端口处，针对增益分别测量出的示例共极和交叉极H平面(方位角)辐射方向图276和278。图7所示为在大约5.47GHz频率下，在示例的阵列天线模块的第二端口处，针对增益分别测量到的示例共极和交叉极E平面(仰角)辐射方向图282和284。图8所示为在大约5.47GHz频率下，在示例的阵列天线模块的第二端口处，针对增益测量出的示例共极和交叉极H平面(方位角)辐射方向图288和290。

所示的辐射方向图总体上说明示例的阵列天线模块至少呈现出相对低的旁瓣值(例如，对于非期望的接收机干扰相对较低等)、总体上良好的前后比，以及相对低的交叉极化(例如，对于相反极化的低干扰等)。总体上说，示例的阵列天线模块呈现出优良的性能。

在本公开的一个示例实施方式中，阵列天线模块可以在约4.9GHz和约5.9GHz之间的频率带宽下工作。示例的阵列天线模块包括16个总体设置在阵列天线模块上的45度倾斜的天线组件。阵列天线模块长约200毫米(mm)，宽约200mm，厚约11mm。在工作过程中，示例的阵列天线模块呈现大约17各向同性分贝(dBi)的增益，交叉极化约为15dB，端到端隔离度约为20dB，电压驻波比(VSWR)约为2.0∶1。示例的阵列天线模块的方位角和仰角波束宽度标称分别约为15度。总体上说，示例的阵列天线模块呈现出良好的性能。

在其它示例实施方式中，阵列天线模块可以包括至少一个或更多个天线组件，所述天线组件具有二个或更多个寄生贴片和一驱动贴片。额外的寄生贴片可以进一步增加所述至少一个或更多个天线组件的带宽。

应当意识到，这里公开的示例阵列天线模块可以适于工作在一个或更多个不同的频率带宽(包括例如500-700兆赫兹(MHz)、2.1-2.7GHz、3.3-3.8GHz、4.9-5.9GHz等)下。然而，在本公开的范围内，这里所包括的频率带宽不能视为限制，因为在本公开的范围内，所述示例阵列天线模块也适于工作在一个或更多个其它频率带宽下。

也应当意识到，这里公开的阵列天线模块包括角度偏移馈电网络和/或带角度的连接线，这可能有助于提高阵列天线模块的增益和/或可能有助于隔离馈电网络以及有助于减小或抑制干扰。例如，馈电网络之间可能存在约90度的角度偏移等，连接线之间可能至少部分地相对形成例如约35度角等(例如，在阵列天线模块的空间受限区域中，有助于定位馈电网络等)。另外，阵列天线模块包括45度倾斜天线组件，这有助于提高模块的增益。这些馈电网络(例如，它们的取向、组成、网络图案等)允许使用除了用于阵列天线模块基板的传统微波叠层之外的其它材料，例如环氧树脂粘合玻璃纤维材料(例如，阻燃剂4(FR4)等)。

另外，本公开的阵列天线模块可以包括PCB，该PCB包括环氧树脂粘合玻璃纤维材料(例如，阻燃剂4(FR4)等)。相比于使用包括传统微波叠层的PCB，这些材料的使用既可以加强性能，也可以降低成本。

这里提供的数值尺寸、取值以及具体材料只是为了进行说明的目的。这里提供的具体尺寸、取值以及具体材料并非是要限制本公开的范围。

前文对实施方式的描述是为了解释和说明的作用而提供的。这并非意在穷举或是限制本发明。特定实施方式中的各个元件或特征一般来说并不是要限制在该特定实施方式中，而是在可行的情况下是可以互换的，并且能用于所选择的实施方式中，尽管没有进行特别显示或描述。同一个部件或特征也可以用许多方式进行改变。这种变化不应视为对本发明的背离，并且所有这样的修改应被包含在本发明的范围之内。

本申请要求受益2009年1月14日提交的美国专利申请No.12/353,884。所述申请的全部公开通过引用整体上并入于此。

Claims

1.一种天线组件，该天线组件被配置用于与至少一个或更多个无线应用设备一起使用，该天线组件包括：

第一辐射元件；

第二辐射元件，该第二辐射元件和所述第一辐射元件空间分离，且被容性耦合到所述第一辐射元件；

第一传输线，该第一传输线被容性耦合到所述第一辐射元件；

第二传输线；以及

连接器，该连接器电耦合所述第二传输线和所述第一辐射元件；

由此，所述天线组件能够工作以向所述至少一个或更多个无线应用设备发送至少一个或更多个信号，和/或从至少一个或更多个无线应用设备接收至少一个或更多个信号。

2.如权利要求1所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件和所述第二辐射元件按照大致层叠取向设置。

3.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第二辐射元件设置在由所述第一辐射元件所限定的界限之内。

4.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件和所述第二辐射元件在形状上是大致平面的，并且它们还被设置成大致平行的取向。

5.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件和所述第二辐射元件通过空气层隔开。

6.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件包括驱动贴片。

7.如权利要求6所述的天线组件，其中，所述第二辐射元件包括寄生贴片。

8.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述连接器包括引脚，所述引脚将所述第二传输线电耦合到所述第一辐射元件。

9.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第一传输线至少部分地设置在第一平面内，所述第二传输线至少部分地设置在第二平面内，所述第二平面取向大致平行于所述第一平面，所述第一传输线与所述第二传输线之间存在大约90度的角度偏移。

10.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件和所述第二传输线至少部分地通过接地面分隔，所述连接器延伸穿过所述接地面，以将所述第二传输线电耦合到所述第一辐射元件。

11.如权利要求1所述的天线组件，其中，所述第一传输线包括馈电线，该馈电线用于向处于第一极化的所述天线组件馈送信号以将该信号发送到至少一个或更多个无线应用设备，并且其中，所述第二传输线包括馈电线，该馈电线用于向处于第二极化的所述天线组件馈送信号以将信号发送到所述至少一个或更多个无线应用设备。

12.如权利要求1所述的天线组件，其中，所述天线组件包括45度倾斜的天线组件。

13.如权利要求1所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件耦合到一基板，所述第二辐射元件耦合到一基板，所述第一传输线耦合到一基板，所述第二传输线耦合到一基板，并且其中，这些基板中的至少一个或更多个包括环氧树脂粘合玻璃纤维。

14.如权利要求13所述的天线组件，其中，所述环氧树脂粘合玻璃纤维包括阻燃剂4。

15.如权利要求13所述的天线组件，其中，所述第一辐射元件和所述第一传输线耦合到同一基板。

16.一种阵列天线模块，该阵列天线模块包括如权利要求1所述的天线组件。

17.一种阵列天线模块，该阵列天线模块包括至少两个或更多个如权利要求1所述的天线组件。

18.如权利要求17所述的阵列天线模块，该阵列天线模块包括16个所述天线组件。

19.如权利要求17所述的阵列天线模块，该阵列天线模块包括由所述天线组件构成的4×4阵列。

20.一种网络，该网络包括至少一个或更多个如权利要求1所述的天线组件。

21.一种阵列天线模块，该阵列天线模块具有由天线组件构成的阵列，各个天线组件包括：

第一辐射元件；

第二辐射元件，该第二辐射元件和所述第一辐射元件空间分离，并且容性耦合到所述第一辐射元件；

第一传输线，该第一传输线容性耦合到所述第一辐射元件；

第二传输线；以及

连接器，该连接器将所述第二传输线和所述第一辐射元件电耦合。

22.如权利要求21所述的阵列天线模块，其中，所述第一辐射元件和所述第二辐射元件按照大致层叠取向设置。

23.如权利要求22所述的阵列天线模块，其中，所述第一辐射元件包括驱动贴片，所述第二辐射元件包括寄生贴片。

24.如权利要求21所述的阵列天线模块，其中，所述第一辐射元件耦合到一基板，所述第二辐射元件耦合到一基板，所述第一传输线耦合到一基板，所述第二传输线耦合到一基板，并且其中，这些基板中的至少一个或更多个包括环氧树脂粘合玻璃纤维。

25.如权利要求24所述的天线组件，其中，所述环氧树脂粘合玻璃纤维包括阻燃剂4。

26.如权利要求21所述的阵列天线模块，其中，所述第一传输线能够工作以向处于第一极化的所述天线组件馈送信号，而所述第二传输线能够工作以向处于第二极化的所述天线组件馈送信号。

27.如权利要求21所述的阵列天线模块，该阵列天线模块包括由天线组件构成的4×4阵列。

28.一种网络，该网络包括如权利要求21所述的阵列天线模块。

29.一种阵列天线模块，该阵列天线模块包括：

空间分离的第一基板、第二基板和第三基板，它们按照大致层叠取向设置，使得所述第二基板总体上设置在所述第一基板与所述第三基板之间，所述第一基板、所述第二基板和所述第三基板中的至少一个或更多个包括环氧树脂粘合玻璃纤维；

多对第一辐射元件和第二辐射元件，各对中的第一辐射元件耦合到所述第二基板，各对中的第二辐射元件相对于其所在的该对中的第一辐射元件按照层叠取向耦合到所述第一基板；

第一传输线网络和第二传输线网络，它们和所述多对第一辐射元件和第二辐射元件中的各对第一辐射元件和第二辐射元件互联，用于向所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送至少一个或更多个信号，所述第一传输线网络能够工作以向处于第一极化的所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送至少一个或更多个信号，所述第二传输线网络能够工作以向处于第二极化的所述多对第一辐射元件和第二辐射元件馈送所述至少一个或更多个信号。

30.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第一基板、所述第二基板和所述第三基板中的每一个都包括环氧树脂粘合玻璃纤维。

31.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述环氧树脂粘合玻璃纤维包括阻燃剂4。

32.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第一基板包括单面印刷电路板，各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第二辐射元件被刻蚀在所述印刷电路板的上表面上。

33.如权利要求32所述的阵列天线模块，其中，各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第二辐射元件包括寄生贴片。

34.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第二基板包括双面印刷电路板，各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第一辐射元件被刻蚀在所述印刷电路板的上表面上。

35.如权利要求34所述的阵列天线模块，其中，各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第一辐射元件包括驱动贴片。

36.如权利要求34所述的阵列天线模块，其中，所述第一传输线网络被刻蚀在所述第二基板的所述印刷电路板的下表面上。

37.如权利要求36所述的阵列天线模块，其中，所述第一传输线网络容性耦合到各对第一辐射元件和第二辐射元件。

38.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第三基板包括单面印刷电路板，所述第二传输线网络被刻蚀在所述印刷电路板的下表面上。

39.如权利要求38所述的阵列天线模块，该阵列天线模块还包括多个电连接器，其中，所述第二传输线网络通过所述多个电连接器中的一个电耦合到各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第一辐射元件。

40.如权利要求39所述的阵列天线模块，其中，所述第二基板包括双面印刷电路板，各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第一辐射元件被刻蚀在所述印刷电路板的上表面上。

41.如权利要求40所述的阵列天线模块，该阵列天线模块还包括接地面，该接地面总体上设置在所述第二基板与所述第三基板之间，各电连接器延伸穿过所述第三基板的至少一部分、穿过所述接地面，并且穿过所述第二基板的至少一部分，从而将所述第二传输线网络电耦合到各对第一辐射元件和第二辐射元件中的第一辐射元件。

42.如权利要求39所述的阵列天线模块，其中，所述第一基板和所述第二基板通过空气层隔开，并且其中，所述第二基板和所述第三基板通过空气层隔开。

43.如权利要求29所述的阵列天线模块，该阵列天线模块还包括一背板，该背板与所述第一基板、所述第二基板和所述第三基板按照大致层叠取向设置，所述第三基板总体上设置在所述第二基板与所述背板之间，所述第三基板和所述背板通过空气层隔开。

44.如权利要求29所述的阵列天线模块，该阵列天线模块包括16对第一辐射元件和第二辐射元件。

45.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第一传输线网络和所述第二传输线网络中的每一个都设置在大致平行的平面内，所述第一传输线网络和所述第二传输线网络中的每一个限定了存在大约90度的角度偏移的大致相似的网络图案。

46.如权利要求29所述的阵列天线模块，其中，所述第一传输线网络和所述第二传输线网络包括用于将所述网络与对应各对辐射元件耦合的连接线，所述连接线中的至少一个或更多个在其远离对应各对辐射元件延伸时，限定了大约35度的角度。

47.一种网络，该网络包括如权利要求29所述的阵列天线模块。

48.一种阵列天线模块，该阵列天线模块包括：

空间分离的第一印刷电路板、第二印刷电路板和第三印刷电路板，它们按照大致层叠取向设置，使得所述第二印刷电路板总体上设置在所述第一印刷电路板和所述第三印刷电路板之间，所述第一印刷电路板、所述第二印刷电路板和所述第三印刷电路板中的至少一个或更多个包括环氧树脂粘合玻璃纤维；

多对驱动贴片和寄生贴片，各对中的驱动贴片被刻蚀在所述第二印刷电路板的上表面上，并且各对中的寄生贴片相对于其所在对中的驱动贴片，按照层叠取向被刻蚀在所述第一印刷电路板的上表面上；

与所述多对驱动贴片和寄生贴片中的各对互联的第一传输线网络和第二传输线网络，它们用于向所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送至少一个或更多个信号，以发送到至少一个或更多个无线应用设备，所述第一传输线网络被刻蚀在所述第二印刷电路板的下表面上，所述第二传输线网络被刻蚀在所述第三印刷电路板的下表面上，所述第一传输线网络容性耦合到各对驱动贴片和寄生贴片；以及

多个电连接器，它们将所述第二传输线网络连接到各对驱动贴片和寄生贴片中的各驱动贴片；

由此，所述第一传输线网络能够工作以向处于第一极化的所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送所述至少一个或更多个信号，并且所述第二传输线网络能够工作以向处于第二极化的所述多对驱动贴片和寄生贴片馈送所述至少一个或更多个信号。

49.如权利要求48所述的阵列天线模块，其中，所述环氧树脂粘合玻璃纤维包括阻燃剂4。

50.如权利要求49所述的阵列天线模块，其中，所述第一印刷电路板、所述第二印刷电路板和所述第三印刷电路板中的每一个都包括阻燃剂4。