CN102017306A - 贴片天线元件阵列 - Google Patents

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Abstract

描述了一种通信网络天线阵列，其包括第一贴片天线元件，第二贴片天线元件和第三贴片天线元件，其中第一贴片天线适于在第一方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中第二贴片天线适于在第二方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中第三贴片天线适于在第三方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中与直轴等距地布置该第一、第二和第三贴片天线元件，并且其中第一方向、第二方向和第三方向与直轴限定出锐角。

Description

贴片天线元件阵列
技术领域
本发明涉及通信网络天线阵列和通信网络天线装置的领域。
背景技术
本发明涉及无线局域网络(WLAN)接入点，MiMAX和其他蜂窝通信基站天线。基于相邻接入点之间的无线回传(backhaul)连接的城市区域WLAN部署已发展起来。回传连接比移动接入工作于更高的频率范围(4.9-5.825GHz对2.4-2.485GHz)。WLAN回传天线通常由许多个具有多天线的扇区构成。扇区的典型个数在3和6之间。结构是在天线和无线电成本与容量和工作范围之间的折衷。
扇区化(sectorized)天线阵列可采用极化分集(polarization diversity)，这有利于增加城市区域的回传链路可靠性和容量。通常双极化(dual-polarized)天线被用于所需的天线。从采用空间分集(定位得相隔至少数个波长的单独的天线阵列)和极化分集可得到的分集增益基本上是相等的。回传中的极化分集可提高链路容量，例如通过使用MIMO技术。极化敏捷(agile)接入点可将两个信道用于单个链路连接或连接到利用了交替极化和/或频率的同波束的多个接入点。另一个可能是以交替极化发射和接收，从而由于无需双工滤波器(duplex filter)而简化了硬件设计。
改进接入点或基站处的接收的另一个可能是利用圆极化(circularly polarized，CP)天线。这可以减少接入点中的无线电装置的个数，且仍然提供不同极化的良好接收。同完美匹配线性极化(所谓的，垂直发射和垂直接收极化)相比，CP天线总是呈现出3dB的低增益。但是，极化失配损耗却从不高于此且因此可实现具有任意手持式发射机极化取向的更好的系统性能。
双极化贴片(patch)天线阵列的扇区覆盖通常限制于低于100度。可利用偶极天线以达到120度的半功率束宽，但是其要求成形的接地面和更高的高度。需要具有宽水平覆盖的贴片天线阵列以减少成本敏感的接入点中的无线电装置的个数。
为了得当的链路跨度(link span)和可靠性，回传连接范围被LOS贴片损耗和天线要求所限制以得到高增益。通过垂直叠放天线元件得到高增益。
回传连接的可用频率范围在不同标准和国家之间变化，而且可能会有需要被覆盖的特定频带。例如，4.9-5.825GHz的频带被分为多种用途。在美国，无线回传连接的可用范围为5.25-5.35GHz和5.75-5.825GHz。在欧盟内，可用范围为5.47-5.725GHz。
设计一个具有非常宽的工作带宽的双极化单天线元件是困难的。该元件通常必须在极化之间取折衷，例如，一个主极化覆盖全部频带而其他极化仅覆盖全部频带的一部分。
因此，可能需要一种具有宽角覆盖同时提供简单布置的通信网络天线阵列和天线装置。
发明内容
根据独立权利要求的主题可满足这个要求。通过从属权利要求描述本发明的有利实施例。
根据本发明的一个示例性方面，提供了一种通信网络天线阵列，其包括第一贴片天线元件，第二贴片天线元件，和第三贴片天线元件，其中第一贴片天线适于在第一方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中第二贴片天线适于在第二方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中第三贴片天线适于在第三方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，其中，与直轴等距地布置该第一、第二和第三贴片天线元件，并且其中第一方向、第二方向和第三方向与直轴限定出锐角。
尤其是，一些或者所有的贴片天线元件可以是单极化天线元件。而且，贴片天线元件可被布置在单个平面内。例如，每个贴片天线元件可具有基本上平行的第一和第二主表面，且不同贴片天线元件的第一主表面布置在一个平面内而不同贴片元件的第二主表面也布置在一个平面内。贴片天线元件的形状和/或尺寸可以相同或可以不同，例如具有相同的形状但是不同的尺寸以致一个贴片天线元件形成另一个贴片天线元件的缩放形式。尤其是，贴片天线阵列可能包括用于每个贴片天线元件的馈线，其中馈线可以与或者可以不与贴片天线元件位于相同的平面内。
根据本发明的一个示例性方面，提出了一种通信网络天线装置，其包括多个根据本发明示例性方面的天线阵列。尤其是，多个天线阵列可以沿着相同的直轴布置。优选地，单个贴片天线元件的个数可能是偶数，即包括成对的贴片天线元件，其中每对包括一个适于在第一方向上极化的电磁辐射的贴片天线元件而另一个适于在第二方向上极化的电磁辐射，其中第一和第二方向可彼此形成60，90或120度的角。当然与上述的角的一些偏差也将是可能的。因此，三到六个不同的极化是可能的。
术语“锐角”可特别表示小于90度的角。特别地，锐角可远小于90，例如小于80度。
术语“等距”可特别表示一个点到另一个点的距离基本上是一样的。虽然，由于制造的差异可能出现距离的小的偏差，但是距离的单调(monotonous)改变可被排除。尤其是，距离的偏差同距离相比可能是微小的。在一个示例性实施例中，等距可特指几个天线元件的中心、对应点或重心可具有与直轴基本上相同的间距。但是，不同的贴片天线元件可能布置在直轴的不同侧，而且甚至可能以在直轴方向上的移位或位移的方式放置。就是说，天线元件可在直轴的不同侧镜像式(mirrored)布置，例如以树叶交替布置在树干上的方式。
通过提供根据本发明的一个示例性方面的天线阵列，可以提供一种具有带宽控制的倾斜(slanted)极化，其中阵列采用对角线模式而不是基本的贴片模式。而且，可提供一种小型和紧凑的天线阵列或天线装置，其包括多个机械上没有已知的天线阵列复杂的贴片天线元件。此外，可提供一种在两个极化方向(例如水平和垂直极化)具有相似性能的天线装置。由于根据本发明一个示例性实施例的天线装置的组装不太复杂，这样的装置可尤其适于像WLAN或WiMAX应用的简单应用。另外，可实现提供用于双极化或圆极化的天线装置。当不需要双极化时，圆极化天线在进一步减少无线电装置的数目方面可能是有利的。而且，可提供用于接收的窄电磁辐射束和用于发射链路的宽束。并且，可简化波束形成网络，例如所谓的Butler矩阵，用于在寄生元件的协助下产生期望的波束。尤其是，可例如提供两个极化上的全部4.9-5.825GHz覆盖。
根据本发明一个示例性方面的贴片天线阵列可被用于通信网络(例如移动通信网络)的接入点或基站。本发明可提供具有窄的和宽的水平束宽的高性能的双极化或圆极化天线阵列。该天线阵列可适于包括RF微波和毫米波的宽频带。
本发明一个示例性方面的要旨可看作在于提供了一种包括了多个贴片天线元件的天线装置。贴片天线元件可具有可以不同方式描述的特定图案。
通常所得到的图案可被描述为倾斜天线阵列。
一个可能的更详细的描述可以是天线阵列包括至少两个贴片天线元件，其中第一贴片天线适于在第一方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，且其中第二贴片天线适于在第二方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收。而且，第一方向和第二方向可与垂直轴(例如垂直于地表面的轴)限定出锐角。例如该锐角可在35度和55度之间的范围内，尤其是基本上为45度。倘若贴片天线元件具有矩形的形状，这可导致类似于稍后将作描述的图2中所示布置的布置。当然，天线阵列可包括多于两个的贴片天线元件，它们相对于垂直轴布置为与第一和第二贴片天线元件相对应的图案，这可导致类似于稍后也将作详细描述的图3中所示图案的图案。另外，寄生元件可布置在贴片天线元件旁边，这可适于成形天线阵列的辐射束。寄生元件可具有与贴片天线元件相同的形状，且可布置为与贴片天线元件一样的图案但是布置得比贴片天线元件更远离垂直轴。与图7中示出的天线阵列相比，所得到的图案可能是类似的，这将稍后作详细描述。
另一个可能的描述可以是天线阵列可包括至少两个具有矩形形状的贴片天线元件。贴片天线可相对于垂直轴以镜像式和位移方式布置以致矩形贴片天线元件的长边的主轴彼此相交且形成Z字型(zigzag)图案。因此，贴片天线元件可以以每对形成一个T的方式布置。当布置多个这样的T形布置的贴片天线元件对时，可得到所谓的交织图案，其对实现紧凑型天线装置是适宜的。
接下来，描述通信网络贴片天线阵列的进一步的示例性实施例。但是，这些实施例也适用于通信网络贴片天线装置。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，第一和第三方向是相同的。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，锐角在25度到65度之间的范围内。尤其是，锐角可在35度到55度之间且更特别地为45度或至少为大约45°。但是，应该注意到上面描述的范围内包括一些小的偏差，通常是在制造期间产生的。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，第一、第二和第三贴片天线元件具有相同的形状。尤其是，该形状可以是矩形，但是天线元件可能相对于直轴是镜像式的。此外，形状或几何设计可相对于交叉极化隔离被优化，例如形状可适于产生高交叉极化隔离。这可以通过减小交叉极化面的辐射贴片尺寸做到。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，相邻贴片天线元件布置在直轴的交替侧。尤其是，天线元件可具有相同的形状但是可相对于直轴是镜像式的。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，相邻贴片天线元件的偏移(offset)在相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.2倍到0.4倍之间，其中平行于直轴测量偏移。尤其是，偏移可为相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.3倍。
尤其是，术语“偏移”可表示一个贴片天线元件的一个点和相邻贴片天线元件的对应点之间的偏移。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，布置在直轴的相同侧的贴片天线元件的位移在相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.4倍到0.8倍之间，其中平行于直轴测量位移。尤其是，位移可在相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.5倍到0.7倍之间且更尤其是为0.6倍。
尤其是，术语“位移”可表示布置在直轴同侧的一个贴片天线元件的一个点和后一贴片天线元件的对应点之间的位移。
根据另一示例性实施例，贴片天线阵列进一步包括多个寄生元件，它们布置得比贴片天线元件更远离直轴。尤其是，寄生元件可能是贴片寄生元件和/或可能作为贴片天线元件的馈给元件被放置在同一平面。
根据天线阵列的另一个示例性实施例，寄生元件被成形和布置以成形天线阵列的辐射束。尤其是，它们可能不被适配和/或被使用以改进天线阵列的阻抗带宽。
提供寄生元件可能为控制天线束宽的适合方法。当采用根据本发明的一个示例性实施例的天线阵列时，由于阵列中的耦合可能不强且商性能双倾斜极化天线阵列可是可能的，这样的控制可能容易实现。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，贴片天线元件具有矩形形状，多个寄生元件具有与贴片天线元件相同的形状，并且多个寄生元件布置为与贴片天线元件所形成的图案相应的图案。尤其是，寄生元件可能仅仅具有与贴片天线元件相同的形状但是可具有不同的尺寸，即可能具有贴片天线元件的缩放的形状或形式，或者可能甚至具有相同的尺寸，即可能具有同样的形状和尺寸，以致贴片天线元件的轮廓可能是一样的。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，至少一个贴片天线元件包括导电平面层，而且导电平面层包括至少一个槽。尤其是，导电平面层可能包括具有至少基本上H形状的槽。就是说，导电平面层可能包括两个平行的槽和垂直于这两个平行槽且连接平行槽而形成的一个附加槽。导电平面层可能为具有H形槽的接地板。这样的H形接地板可能尤其适于提供基本宽带邻近耦合(proximity-coupled)天线。
根据另一个示例性实施例，贴片天线阵列进一步包括馈线和桥接元件，其中桥接元件桥接槽，并且其中馈线通向桥接元件。
根据贴片天线阵列的另一个示例性实施例，直轴为垂直轴。尤其是，术语垂直轴可表示相对于地表面垂直的轴。
本发明的示例性方面的概述可看作通过交织单极化天线元件提供了一种紧凑型双倾斜(±45°)极化天线阵列。因此，可提供极化敏捷天线，由于可不需要用于两个极化的单独的天线阵列，这可能对实际应用来说不会变得太大。可设计单极化天线元件以致通过几何设计使它们具有高交叉极化隔离。优选的方式可能是减小交叉极化面的辐射贴片尺寸。这种类型的辐射贴片可能理想地适于倾斜极化，并且元件可相互靠近放置。
交织的天线元件应相对于彼此以T结构放置。这可保证天线之间的最小耦合。示例性元件分离可为在5.4GHz(16.5mm；λ0＝55.5mm)下的0.3λ0(自由空间波长)。
两个极化上的天线元件在结构和形状上可以是相同的，但是对于垂直轴是镜像式的。通过将它们在垂直或水平方向叠放，元件可放置在单个线上。但是，最紧凑和良好表现的天线可通过偏移元件以致它们在上面提及的T结构中彼此面对而得到。随后将详细描述的图3示出了四个这样的基本双极化元件的垂直叠放的变型，具有示例性的0.6λ0的位移或分离。实际上，0.5-0.7λ0的位移或分离对增益和旁瓣电平可能是最佳的。
阵列的束宽可通过相对于初级辐射器(primary radiator)将寄生贴片布置在相同的垂直或水平面或偏移而得到控制。稍后将描述的图7示出了具有寄生贴片的4元件双极化阵列。该阵列可在两个极化上优化为用于120度的水平束宽。
通过提供根据本发明的一个示例性方面的贴片天线阵列或贴片天线装置，可能的是，没有寄生贴片的基本天线设计可被应用于具有良好电性能和非常小印刷电路板(PCB)面积的低成本五扇区天线设计。此外，具有寄生贴片的天线可能对于三扇区设计具有非常宽的角覆盖。而且，来自宽扇区天线的辐射束可能比根据现有技术的具有类似带宽的双极化单元件天线所能获得的具有好的多的对称性。另外，对称图案可使实现圆极化的使用，这对于根据现有技术的宽带单元件天线也许是不可能的。另外圆极化可用于减少在更低成本接入点中的无线电装置的数目。新型天线可能实质上同常规双极化贴片天线尺寸相同，并且可用于升级现有的接入点设计。
必须注意参考不同主题描述了本发明的示例性方面和示例性实施例。尤其是，参考产品型权利要求描述了一些实施例，而参考方法型权利要求描述了其他实施例。但是，本领域技术人员将从以上和以下说明中意识到，除非另有说明，除了属于一种类型主题的特征的任何组合，与不同主题相关的特征间的任何组合，特别是产品型权利要求的特征和方法型权利要求的特征之间的任何组合，认为被本申请公开。
本发明的上述的示例性方面和示例性实施例及进一步的方面根据将在下文描述的实施例的实例是显而易见的，且被参考实施例的实例而解释。在下文中将参考实施例的实例更加详细地描述本发明，但是本发明不限制于此。
附图说明
图1示意性示出了贴片天线元件的层图。
图2示意性示出了基本双极化天线单元。
图3示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列。
图4示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列的匹配(前)和隔离(后)。
图5示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列的-45deg(度)(上)和+45deg(下)极化下的仿真融图案。
图6示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列的圆主极化(circular main polarization)E_right(上)和圆交叉极化E_left(下)上的仿真辐射图案。
图7示意性示出了具有寄生元件的交织双倾斜极化阵列。
图8示意性示出了具有寄生的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的匹配(前)和隔离(后)。
图9示意性示出了具有寄生贴片的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的-45deg(上)和+45deg(下)极化下的仿真辐射图案。
图10示意性示出了具有寄生贴片的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的圆主极化E_right(上)和圆交叉极化E_left(下)的仿真辐射图案。
具体实施方式
附图中的说明是示意性的。相同或类似的元件被标以相同或类似的标号。
以下，参考图1至10，解释根据示例性实施例的通信网络贴片天线阵列的一些基本原理。
图1示意性示出了贴片天线元件100的层图。天线元件同馈线和初级辐射器之间的空气间隙邻近耦合。可选寄生贴片布置在初级辐射器的侧。尤其是，贴片天线元件100的横截面视图在图1中示出。贴片天线元件100包括初级辐射器101和寄生贴片102和103，其均由导电层形成。导电层布置在外壳104中，外壳104在图1中用阴影线表示。而且，贴片天线元件100包括多层馈线105，该多层馈线105与初级辐射器101相对布置且被空气间隙106与初级辐射器101隔开。同轴连接器107被用于连接到贴片天线元件100。外壳的可能尺寸也示于图1。例如，贴片天线元件100可能具有7mm的总厚度而空气间隙106可能具有4mm的厚度。
图2示意性示出了包括两个贴片天线元件的基本双极化天线单元。尤其是，图2示意性示出了两个贴片天线元件200相对于垂直轴207以倾斜布置而布置。每个贴片天线元件200包括由导电层或导电片形成并且连接到馈线205的初级辐射器201。如图1示出的，馈线205与初级辐射器的导电层被空气间隙分开，空气间隙在图2中以不同的阴影线表示。另外，每个贴片天线元件200包括形状像H的槽208。馈线可能具有这样的长度以致于其延伸略远于H-槽。
因此，基本双极化天线单元通过放置彼此靠近的两个(正交取向的)单极化天线元件得到，像图2所示。它们的相互位置可为了最小互耦合而优化。尤其是，T结构可能给出最佳结果。示例性元件偏移或分离210为5.4GHz(16.5mm；λ0＝55.5rmrm)下的0.3λ0(自由空间波长)。
图3示意性示出了垂直叠放的基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列。该垂直叠放阵列由4个基本单元组成，如图2所示。相同极化的相邻元件的垂直位移311为0.6λ0。八个贴片天线元件201彼此相同。
图4中，示出了仿真匹配(图4A)和隔离图(图4B)。图4示出在感兴趣的频带内匹配优于-10dB而极化隔离优于-35dB，而相邻元件之间的互耦合优于-18dB。
在图4A中，线421指示图3底部处示出且由标记1指示的天线元件之间的匹配。线422指示由图3中标记2指示的天线元件之间的匹配。线423指示由图3中标记3指示的天线元件之间的匹配。线424指示由图3中标记4指示的天线元件之间的匹配。线425指示由图3中标记5指示的天线元件之间的匹配。线426指示由图3中标记6指示的天线元件之间的匹配。线427指示由图3中标记7指示的天线元件之间的匹配。线428指示由图3中标记8指示的天线元件之间的匹配。
在图4B中，线431指示图3中标记为2和1的天线元件之间的隔离。线432指示图3中标记为3和1的天线元件之间的隔离。线433指示图3中标记为4和2的天线元件之间的隔离。线434指示图3中标记为4和3的天线元件之间的匹配。线435指示图3中标记为6和5的天线元件之间的隔离。线436指示图3中标记为8和7的天线元件之间的隔离。应该注意到标记化或编号在图3中是从下往上的。
图5示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列的-45deg(图5A)和+45deg(图5B)极化下的仿真辐射图案。尤其是，两个极化上的仿真辐射图案(水平和垂直切口(cut))示于图5。水平束宽大约为75度。水平切口示出了主波束方向上的频率有关的倾斜，其由偏移贴片辐射器造成。峰值增益为13dBi。仿真交叉极化电平未示出但是低于-20dB。
尤其是，在图5A中，线541对应4.9GHz的频率和0度的phi
Figure BPA00001275422000091
线542对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线543对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线544对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线545对应5.825GHz的频率和0度的phi。线546对应4.9GHz的频率和90度的phi。线547对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线548对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线549对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线550对应5.825GHz的频率和90度的phi。
尤其是，在图5B中，线551对应4.9GHz的频率和0度的phi。线552对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线553对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线554对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线555对应5.825GHz的频率和0度的phi。线556对应4.9GHz的频率和90度的phi。线557对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线558对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线559对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线560对应5.825GHz的频率和90度的phi。
图6示意性示出了基本4单元或8元件双极化贴片天线阵列的圆主极化E_right(图6A)和圆交叉极化E_left(图6B)的仿真辐射图案。仿真交叉极化电平未显示但是低于-20dB。通过正交馈给(quadrature feeding)得到的仿真圆极化辐射图案示于图6。圆极化图案是适宜的，而交叉极化则非常低。
尤其是，在图6A中，线661对应4.9GHz的频率和0度的phi。线662对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线663对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线664对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线665对应5.825GHz的频率和0度的phi。线666对应4.9GHz的频率和90度的phi。线667对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线668对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线669对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线670对应5.825GHz的频率和90度的phi。
尤其是，在图6B中，线671对应4.9GHz的频率和0度的phi。线672对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线673对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线674对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线675对应5.825GHz的频率和0度的phi。线676对应4.9GHz的频率和90度的phi。线677对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线678对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线679对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线680对应5.825GHz的频率和90度的phi。
图7示意性示出了具有寄生元件712的交织双倾斜极化装置700。交织双倾斜极化装置700与图3中示出的装置是相同的但是另外包括寄生元件712。寄生元件以与贴片天线元件701相同的图案布置，并且布置为形成天线装置的辐射束。尤其是，寄生元件具有相同的矩形形状和相似的尺寸且也布置为T形图案。宽扇区覆盖天线阵列通过使用在初级贴片天线元件周围小心放置的寄生贴片得到。优化结构示于图7。寄生贴片大致与初级贴片尺寸相同，并且同初级贴片的距离为33.78mm或中频带下的0.6λ0。
图8示意性示出了具有寄生元件的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的匹配(图8A)和隔离(图8B)。尤其是，仿真匹配和隔离图示于图8。匹配优于-10dB且隔离优于-27dB，而互耦合低于-17dB。
在图8A中，线821指示图7底部处示出且由标记1指示的天线元件之间的匹配。线822指示图7中标记2指示的天线元件之间的匹配。线823指示图7中标记3指示的天线元件之间的匹配。线824指示图7中标记4指示的天线元件之间的匹配。线825指示图7中标记5指示的天线元件之间的匹配。线826指示图7中标记6指示的天线元件之间的匹配。线827指示图7中标记7指示的天线元件之间的匹配。线828指示图7中标记8指示的天线元件之间的匹配。
在图8B中，线831指示图7中标记为2和1的天线元件之间的隔离。线832指示图7中标记为3和1的天线元件之间的隔离。线833指示图7中标记为4和2的天线元件之间的隔离。线834指示图7中标记为4和3的天线元件之间的隔离。线835指示图7中标记为6和5的天线元件之间的隔离。线836指示图7中标记为8和7的天线元件之间的隔离。应该注意到标记化或编号在图7中是从下往上的。
图9示意性示出了具有寄生贴片的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的-45deg(图9A)和+45deg(图9B)极化下的仿真辐射图案。两个极化上的仿真辐射图案(水平和垂直切口)示于图9。中频带下的水平束宽大约为117度。峰值增益为12dBi。仿真交叉极化电平未显示但是低于-20dB。
尤其是，在图9A中，线941对应4.9GHz的频率和0度的phi。线942对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线943对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线944对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线945对应5.825GHz的频率和0度的phi。线946对应4.9GHz的频率和90度的phi。线947对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线948对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线949对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线950对应5.825GHz的频率和90度的phi。
尤其是，在图9B中，线951对应4.9GHz的频率和0度的phi。线952对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线953对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线954对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线955对应5.825GHz的频率和0度的phi。线956对应4.9GHz的频率和90度的phi。线957对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线958对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线959对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线960对应5.825GHz的频率和90度的phi。
图10示意性示出了具有寄生贴片的4单元或8元件双极化贴片天线阵列的圆主极化E_right(图10A)和圆交叉极化E_left(图10B)上的仿真辐射图案。通过正交馈给得到的仿真圆极化辐射图示于图10。圆极化图是适宜的，而交叉极化则非常低。CP模式下的束宽降低到大约90度。
尤其是，在图10A中，线1061对应4.9GHz的频率和0度的phi。线1062对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线1063对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线1064对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线1065对应5.825GHz的频率和0度的phi。线1066对应4.9GHz的频率和90度的phi。线1067对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线1068对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线1069对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线1070对应5.825GHz的频率和90度的phi。
尤其是，在图10B中，线1071对应4.9GHz的频率和0度的phi。线1072对应5.13125GHz的频率和0度的phi。线1073对应5.3625GHz的频率和0度的phi。线1074对应5.59375GHz的频率和0度的phi。线1075对应5.825GHz的频率和0度的phi。线1076对应4.9GHz的频率和90度的phi。线1077对应5.13125GHz的频率和90度的phi。线1078对应5.3625GHz的频率和90度的phi。线1079对应5.59375GHz的频率和90度的phi。线1080对应5.825GHz的频率和90度的phi。
应该注意到术语“包括”不排除其他的元件或步骤且“一个”或“一”不排除多个。关于不同实施例描述的元件还可以组合。还应该注意到权利要求中的标号不应当解释成对权利要求范围的限制。
标号列表
100 贴片天线元件
101 初级辐射器101
102 寄生贴片
103 寄生贴片
104 外壳
105 馈线
106 空气间隙
107 同轴连接器
200 贴片天线元件
201 初级辐射器
205 馈线
207 垂直轴
208 槽
210 偏移
300 贴片天线元件
301 初级辐射器
305 馈线
307 垂直轴
308 槽
310 偏移
311 位移
421 指示天线元件之间匹配的线
422 指示天线元件之间匹配的线
423 指示天线元件之间匹配的线
424 指示天线元件之间匹配的线
425 指示天线元件之间匹配的线
426 指示天线元件之间匹配的线
427 指示天线元件之间匹配的线
428 指示天线元件之间匹配的线
431 指示天线元件之间隔离的线
432 指示天线元件之间隔离的线
433 指示天线元件之间隔离的线
434 指示天线元件之间隔离的线
435 指示天线元件之间隔离的线
436 指示天线元件之间隔离的线
437 指示天线元件之间隔离的线
438 指示天线元件之间隔离的线
541 4.9GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
542 5.13125GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
543 5.3625GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
544 5.59375GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
545 5.825GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
546 4.9GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
547 5.13125GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
548 5.3625GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
549 5.59375GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
550 5.825GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
551 4.9GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
552 5.13125GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
553 5.3625GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
554 5.59375GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
555 5.825GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
556 4.9GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
557 5.13125GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
558 5.3625GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
559 5.59375GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
560 5.825GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
661 Circ.main pol.E_right 4.9GHz且phi为0°(4.9GHz且phi为0°时的圆主极化E_right)
662 Circ.main pol.E_right 5.13125GHz且phi为0°
663 Circ.main pol.E_right 5.3625GHz且phi为0°
664 Circ.main pol.E_right 5.59375GHz且phi为0°
655 Circ.main pol.E_right 5.825GHz且phi为0°
656 Circ.main pol.E_right 4.9GHz且phi为90°
657 Circ.main pol.E_right 5.13125GHz且phi为90°
668 Circ.main pol.E_right 5.3625GHz且phi为90°
669 Circ.main pol.E right 5.59375GHz且phi为90°
670 Circ.main pol.E_right 5.825GHz且phi为90°
671 Circ.cross pol.E_left4.9GHz且phi为0°(4.9GHz且phi为0°时的圆交叉极化E_left)
672 Circ.cross pol.E_left 5.13125GHz且phi为0°
673 Circ.cross pol.E_left 5.3625GHz且phi为0°
674 Circ.cross pol.E_left 5.59375GHz且phi为0°
675 Circ.cross pol.E_left 5.825GHz且phi为0°
676 Circ.cross pol.E_left 4.9GHz且phi为90°
677 Circ.cross pol.E_left 5.13125GHz且phi为90°
678 Circ.cross pol.E_left 5.3625GHz且phi为90°
679 Circ.cross pol.E_left 5.59375GHz且phi为90°
680 Circ.cross pol.E_left 5.825GHz且phi为90°
700 贴片天线元件
701 初级辐射器
705 馈线
707 垂直轴
708 槽
709 桥接元件
710 偏移
711 位移
712 寄生元件
821 指示天线元件之间匹配的线
822 指示天线元件之间匹配的线
823 指示天线元件之间匹配的线
824 指示天线元件之间匹配的线
825 指示天线元件之间匹配的线
826 指示天线元件之间匹配的线
827 指示天线元件之间匹配的线
828 指示天线元件之间匹配的线
831 指示天线元件之间隔离的线
832 指示天线元件之间隔离的线
833 指示天线元件之间隔离的线
834 指示天线元件之间隔离的线
835 指示天线元件之间隔离的线
836 指示天线元件之间隔离的线
837 指示天线元件之间隔离的线
838 指示天线元件之间隔离的线
941 4.9GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
942 5.13125GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
943 5.3625GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
944 5.59375GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
945 5.825GHz、phi为0°时的-45°的辐射图案
946 4.9GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
947 5.13125GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
948 5.3625GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
949 5.59375GHz、phi为90°时的-45°的辐射图案
950 5.825GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
951 4.9GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
952 5.13125GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
953 5.3625GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
954 5.59375GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
955 5.825GHz、phi为0°时的+45°的辐射图案
956 4.9GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
957 5.13125GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
958 5.3625GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
959 5.59375GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
960 5.825GHz、phi为90°时的+45°的辐射图案
1061 Circ.main pol.E_right 4.9GHz且phi为0°(4.9GHz且phi为0°时的圆主极化E_right)
1062 Circ.main pol.E_right 5.13125GHz且phi为0°
1063 Circ.main pol.E_right 5.3625GHz且phi为0°
1064 Circ.main pol.E_right 5.59375GHz且phi为0°
1055 Circ.main pol.E_right 5.825GHz且phi为0°
1056 Circ.main pol.E_right 4.9GHz且phi为90°
1057 Circ.main pol.E_right 5.13125GHz且phi为90°
1068 Circ.main pol.E_right 5.3625GHz且phi为90°
1069 Circ.main pol.E_right 5.59375GHz且phi为90°
1070 Circ.main pol.E_right 5.825GHz且phi为90°
1071 Circ.cross pol.E_left 4.9GHz且phi为0°
1072 Circ.cross pol.E left 5.13125GHz且phi为0°
1073 Circ.cross pol.E_left 5.3625GHz且phi为0°
1074 Circ.cross pol.E_left 5.59375GHz且phi为0°
1075 Circ.cross pol.E_left 5.825GHz且phi为0°
1076 Circ.cross pol.E_left 4.9GHz且phi为90°
1077 Circ.cross pol.E_left 5.13125GHz且phi为90°
1078 Circ.cross pol.E_left 5.3625GHz且phi为90°
1079 Circ.cross pol.E_left 5.59375GHz且phi为90°
1080 Circ.cross pol.E left 5.825GHz且phi为90°

Claims (15)

1.一种通信网络天线阵列(300)，包括：
第一贴片天线元件(301)，
第二贴片天线元件(301)，
第三贴片天线元件(301)，
其中该第一贴片天线元件(301)适于在第一方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，
其中该第二贴片天线元件(301)适于在第二方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，
其中该第三贴片天线元件(301)适于在第三方向上极化的电磁辐射的发射和/或接收，
其中与直轴(307)等距地布置该第一、第二和第三贴片天线元件(301)，并且
其中该第一方向、第二方向和第三方向与直轴(307)限定出锐角。
2.根据权利要求1的天线阵列(300)，其中该第一和第三方向是相同的。
3.根据权利要求1的天线阵列(300)，其中该锐角在25度和65度之间的范围内。
4.根据权利要求1的天线阵列(300)，其中该第一、第二和第三贴片天线元件(301)具有相同的形状。
5.根据权利要求1的天线阵列(300)，其中相邻贴片天线元件(301)布置在直轴(307)的交替侧。
6.根据权利要求5的天线阵列(300)，其中相邻贴片天线元件(301)的偏移(310)在相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.2倍到0.4倍之间，其中平行于直轴(307)测量偏移(310)。
7.根据权利要求5的天线阵列(300)，其中布置在直轴(307)的相同侧的贴片天线元件(301)的位移(311)在相应贴片天线的电磁辐射的自由空间波长的0.4倍到0.8倍之间，其中平行于直轴(307)测量位移(311)。
8.根据权利要求1的天线阵列(700)，进一步包括：多个寄生元件(712)，布置得比贴片天线元件(701)更远离直轴(707)。
9.根据权利要求8的天线阵列(700)，其中该寄生元件(712)被成形和布置以成形天线阵列的辐射束。
10.根据权利要求8的天线阵列(700)，
其中该贴片天线元件(701)具有矩形形状，
其中该多个寄生元件(712)具有与该贴片天线元件(701)相同的形状，
其中该多个寄生元件(712)被布置成与该贴片天线元件(701)所形成图案相对应的图案。
11.根据权利要求1的天线阵列(300)，
其中至少一个该贴片天线元件(301)包括导电平面层，
其中该导电平面层包括至少一个槽(308)。
12.根据权利要求11的天线阵列，进一步包括：馈线(305)，其中该馈线(305)延伸至该H-槽(308)之上。
13.根据权利要求1的天线阵列(300)，其中该直轴(307)为垂直轴。
14.一种天线装置(400)，包括：多个根据权利要求1的天线阵列。
15.一种天线阵列(200)，包括：
第一贴片天线元件(201)，以及
第二贴片天线元件(201)，
其中该第一贴片天线元件(201)和该第二贴片天线元件(201)根据图2中所示布置而布置。
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