CN103872464A - 用于双频带蜂窝基站天线的超宽带180度混合电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于双频带蜂窝基站天线的超宽带180度混合电路。混合电路包括：配置作为接地面的平行金属板和在金属板之间的绝缘基板。第一和第二金属化层在基板的相对外表面上实现并被短接以保持金属轨道处在相同电位而形成导体。金属板和第一和第二金属化层形成第一带状线电路，其实现具有短路分流短截线的匹配分路器，在一端提供总和输入端口并在相对端提供两个输出端口。匹配分路器的分支变窄以在输出轨道间提供间隙。第三金属化层设置在基板内。第一、第二和第三金属化层形成第二带状线电路。第三金属化层的轨道包括不同宽度的1/4长度的变换器。在第二带状线电路的一端和第一带状线电路的短路分流短截线的短路点提供差值输入。金属轨道延伸跨过第一带状线电路的间隙。

Description

用于双频带蜂窝基站天线的超宽带180度混合电路

相关申请

本申请是美国专利申请号61/734469的继续申请且要求其优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及用于蜂窝系统的天线，并且尤其涉及用于蜂窝基站的天线。

背景技术

无线技术的发展通常需要无线运营商在它们的网络中部署新的天线设备。不利地，具有多个天线的塔已经变得混乱，同时安装和维护也变得更复杂。基站天线通常覆盖单个窄频带。这导致过多的天线安装在一站点。因为如此多天线的视觉污染，地方政府强加限制了，并且使得获得新站点的批准变得困难。一些天线设计已经试图结合两个频带和扩展的带宽，但由于增加许多空中接口标准和频带，仍需要许多的天线。

蜂窝基站天线通常辐射倾斜成+/-45度到垂直的双倾斜极化。然而，在双频带双极化天线中，其中与低频带和高频带相关联的辐射单元必须被散布的，需要使得一个频带(通常是高频带)的辐射器倾斜从而这些辐射器辐射双倾斜极化，并且使得第二个频带(通常是低频带)的辐射器被布置为辐射垂直和水平极化。这避免了一个频带的辐射元件被另一个频带的辐射元件阻碍。

尽管一个频带的辐射器可以被对准以辐射垂直和水平极化，通常两个频带都辐射双倾斜极化。需要平均拆分的180°混合电路去实现这种变换。

平均拆分的180°混合耦合器或连接器(后面简化为“混合电路”)可理解为四端口定向耦合器，其被设计用于3dB功率拆分(如，平均功率拆分)。比如，环形波导(rat-race)耦合器是这样的180°混合电路。180°混合电路具有两个输入和两个输出端口。一个输入端口通常称为总和输入(标为∑)，而另一个输入端口通常称为差值输入(标为Δ)。输入到180°混合电路的∑输入端口的信号产生两个同相的在输出端口拆分的信号。然而，如果信号输入到Δ输入端口，180°混合电路产生在输出端口拆分的信号，一个同相，而另一个相位差180°。环形波导180°混合电路具有四个端口，相邻的端口被一段金属轨道(如，微带或带状线)或波导隔开。四个端口之间的三个段(端口1到端口2、端口2到端口3、端口3到端口4)隔开1/4波长(λ/4)。第一个端口和最后一个端口(端口1到端口4)隔开3/4波长(3λ/4)的段。不利地，这样的180°混合耦合器是窄带的，仅在一个频率上给出正确的相位。

发明内容

下面的定义被作为一般生的定义提供，并且应当不以任何方式限制本发明的范围到仅仅这些术语，而是为了更好地理解下面的描述而被陈述。

除非另有定义，本发明使用的所有技术和科学术语具有本领域普通技术人员通常所理解的相同意思。为了本发明的目的，下列术语定义如下：

冠词“一”和“一个”在这里被用来指该冠词的语法对象的一个或多于一个(即：至少一个)。通过例子，“一个元件”指一个元件或多于一个元件。

整个说明书中，除非上下文另有要求，词语“包括”和“包含”将被理解为意味着包括所述步骤或元件或者一组步骤或元件，但不排除任何其它步骤或元件或一组步骤或元件。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于馈电超宽带双频双极化蜂窝基站天线的一个频带的辐射器的180°混合电路。所述双频带包含低和高频带。该180°混合电路包括：绝缘材料构成的基板、平行配置为接地面的一对金属板，以及第一、第二和第三金属化层。所述基板设置在所述金属板之间。第一和第二金属化层包括在基板的相对的外表面上实现的多个金属轨道，以镜像配置来直接相互重叠。第一和第二金属化层被短接在一起以保持金属轨道处在相同电位。所述金属板和所述第一和第二金属化层形成第一带状线电路，其实现具有附加的短路分流短截线的匹配的分路器。金属板用作第一带状线电路的接地。在一端提供总和输入端口，而在相对端提供两个输出端口。匹配的分路器的分支变窄以在提供两个输出端口的输出轨道之间提供间隙。第三金属化层包括设置在基板内的多个金属轨道，其设置在第一和第二金属化层之间以提供中心导体。所述第一和第二金属化层形成接地，而第三金属化层形成第二带状线电路的有源导体。第三金属化层的金属轨道包括多个不同宽度的四分之一长度的变换器。在第二带状线电路的一端以及在第一带状线电路的短路分流短截线的短路点处提供差值输入端口。以金属轨道的形式的第三金属化层的部分延伸跨过第一带状线电路的间隙。由于第二带状线电路的接地的中断，由第二带状线电路从第二带状线电路的输入端口在输出端口施加差值信号。

优化轨道的部分的宽度，以便当所述输出端口终止时，总和与差值输入在所需的带宽上最佳地匹配。

基板和金属板之间的空间可以填充有空气或低密度泡沫或固体介电材料。

第二带状线电路的轨道跟随分流短截线的中心线和第一带状线电路的分支到间隙。

第二带状线电路的终端轨道可以是U形的，跨过第一带状线电路的间隙，并沿着第一带状线电路的相对分支的中心线延伸约1/4波长。

混合电路可适合用于698-960MHz的频率范围。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于双频带天线的一个频带的辐射器。所述辐射器包括水平和垂直辐射器。在上述方面所述的混合电路可电连接到所述辐射器以产生双倾斜极化。

根据本发明的另一个方面，提供了一种超宽带双频双极化蜂窝基站天线的低频带辐射器。所述双频带包含低频带与高频带。低频带辐射器包括：包括两个偶极子臂的偶极子，每个偶极子臂谐振在大约四分之一波长(λ/4)，适合于连接到天线馈源；具有反谐振偶极子臂的扩展偶极子，每个偶极子臂大约半个波长(λ/2)，该偶极子和扩展偶极子配置成交叉布置；电容耦合的馈源，其连接到所述扩展偶极用于将所述扩展的偶极耦合到所述天线馈源；以及一对辅助辐射元件，其平行配置在扩展偶极子的相对的两端，其中该偶极子和该对辅助辐射元件一起产生所需的较窄波束宽度。在上述方面所述的180°混合电路被连接到偶极子以产生双倾斜极化。

根据本发明的另一方面，提供了一种超宽带蜂窝双极化双频带基站天线。所述双频带具有适于蜂窝通信的低频带和高频带。双频带天线包括：在上述方面所述的多个低频带辐射器，每个适合于双极化并在双频带天线的接地面上提供空白区域以用于定位双频带天线中的高频带辐射器；和每个均适合于双极化的多个高频带辐射器，高频带辐射器被配置在至少一个阵列中，在高频带辐射器之间以预定的间隔散布低频带辐射器。

附图说明

用于超宽带双频双极化蜂窝基站天线的180°混合电路的布置在下文中参照附图仅通过例子的方式被描述，其中：

图1是包括高频带和低频带辐射器的超宽带、双频带、双极化蜂窝基站天线的一部分或一段的简化俯视图，其中高频带辐射器被配置在一个或多个阵列中，例如可以利用所述阵列来实现根据一实施例的180°混合电路；

图2是简化示意图，其示出了根据本发明的一实施例的180°混合耦合器，包括两个带状线电路，一个在另一个内，其中在平行平面中重叠的带状线层(图中只看到一个)被短路在一起并具有在其之间设置的中间带状线层(由虚线所示并且仅为说明目的而稍微移位)；

图3为正剖视图，示出了用来实现图2所示类型的180°混合电路的两个带状线电路，其中外板和以匹配图案配置在基板材料的外表面上的金属化轨道形成用于实现180°混合电路的∑电路的第一带状线电路，而在基板的外表面上形成的匹配图案与在基板的中心的金属化轨道一起形成用于实现180°混合电路的Δ电路的第二带状线电路；

图4A是图2和图3的基板(在另一基板的外表面上实现的对应的镜像图案，在图4A中未示出)的外表面上的∑电路的俯视图，其中该基板的上表面和下表面上的金属化层的对应的点被利用沿着带状线以不定间隔的连接销维持在相同的电位；

图4B是第二带状线电路的中间金属轨道的俯视图，其实现位于另一个基板的内表面上的Δ电路，其中两个基板结合或固定在一起，该Δ电路是两个重叠的金属图案之间的中间轨道，其与外板一起形成∑电路；

图5是一个表，其列出对于带宽690-960MHz的图2、3和4中所示的实现方式的优化的混合轨道的特性；以及

图6是一个框图，其示出了超宽带180°混合电路到用于一个频带的辐射器的水平和垂直辐射元件的连接。

具体实施方式

在下文中，公开了用于超宽带双频双极化蜂窝基站天线的180°混合电路(hybrid)。再次，下文中使用的术语“180°混合电路”仅仅是为了便于参考，并且相当于“180°混合耦合器(hybrid coupler)”或“180°混合连接器(hybridiunction)”。在以下描述中，许多具体的细节，包括特定的水平波束宽度、空中接口标准、偶极子臂形状和材料、微带或带状线拓扑，以及类似物将被描述。然而，根据本公开，本领域技术人员很容易理解在不脱离本发明的范围和精神下可实现修改和/或替换。在其它情况下，可以省略某些细节，以免使本发明难以理解。

如下文所使用，“低频带”是指较低的频带，例如698-960MHz，而“高频带”是指较高的频带，例如1710MHz-2690MHz。“低频带辐射器”指用于这样的较低频带的辐射器，而“高频带辐射器”指用于这样的较高频带的辐射器。本文全文中所指的“双频带”包括低和高频带。下文中所使用的术语“金层化层”是指图案化金属层，其包括本领域技术人员所熟知的一个或多个导电金属轨道或条。

本发明的实施例涉及180°混合电路，其用于适合于支持新兴网络技术的超宽带双频双极化天线。这种超宽带双频带双极化天线使得蜂窝系统的运营商(“无线运营商”)能够使用单一类型的天线覆盖大量频带，其以前需要多个天线。这种天线能够在几乎所有的分配的蜂窝频带上支持几个主要空中接口标准，并且允许无线运营商减少它们的网络中的天线数目，从而降低塔架租赁成本，同时提高市场速度能力。

在下面的描述中，关于天线的“超宽带”意味着该天线能够在至少30％的带宽上工作并保持其所需特性。特别感兴趣的特性是波束宽度和形状以及回波损耗，其需要在该带上保持在至少15个dB的水平上。在本实例中，该超宽带双频天线覆盖698-960MHz和1710MHz-2690MHz。这几乎覆盖分配用于所有主要的蜂窝系统的整个带宽。

超宽带双频双极化蜂窝基站天线支持多个频带和技术标准。例如，无线运营商可以使用单个天线部署在2.6GHz和700MHz进行无线通信的长期演进(LTE)网络，同时支持在2.1GHz的宽带码分多址(W-CDMA)网络。为了便于说明，该天线阵列被认为是垂直对准的。

图1示出双频带天线的单个频带的部件，其中辐射元件被定向以产生垂直和水平极化；一组180°混合电路用于变换极化，从而使天线输入辐射或接收双倾斜极化。具体地说，图1显示了超宽带、双频带双极化蜂窝基站天线的部分或段400，其包括以2*2矩阵布置的四个高频带辐射器410、420、430、440和低频带辐射器100。单个低频带辐射器100以与这四个高频带辐射器410、420、430、440成预定的间隔散布。

图1示出了超宽带双频蜂窝基站天线400的低频带辐射器100。这种低频带辐射器100包括水平偶极子120和垂直偶极子140。在该双频带天线的具体实施例中，所述垂直偶极子是常规偶极子140，而水平偶极子120是扩展的偶极子，配置为具有交叉中心馈源130的交叉偶极子布置。中心馈源130包括两个互锁的、交叉的印刷电路板(PCB)，其具有在偶极子120、140的相应PCB上形成的馈源。天线馈源可以是平衡-不平衡转换器，本领域技术人员熟知其构造。

通过优选地在接地面110之上四分之一波长，中心馈源130在金属接地面110之上挂起扩展的偶极子120。一对辅助辐射元件150A和150B，例如调谐寄生元件或偶极子，或者驱动偶极子，与常规偶极子140平行地位于扩展偶极子120的相对两端。调谐寄生元件每一个都可以是形成在PCB上的偶极子，其中金属化层形成在该PCB上，电感元件形成在该PCB上的该偶极子的臂之间。电感元件可形成在寄生偶极子150A、150B的金属臂之间以调整偶极子臂的电流的相位以使这些电流与驱动偶极子140中的电流成最佳关系。可替换地，辅助辐射单元可包括驱动偶极子元件。该偶极子140和该对辅助辐射元件150一起产生所需较窄的波束宽度。

偶极子140是垂直偶极子，具有大约1/4波长(λ/4)的偶极子臂140A、140B，而扩展偶极子120是水平偶极子，具有每个大约半波长(λ/2)的偶极子臂120A、120B。辅助辐射元件150A和150B与偶极子140一起在垂直极化中修改或窄化水平波束宽度。

图1所示的天线架构包括超宽带双频蜂窝基站天线的低频带辐射器100，其具有位于金属接地面110上方的大约四分之一波长的高度处、定向在垂直和水平方向的交叉的偶极子120、140。该天线结构提供水平极化、所需的或预定的水平波束宽度和在感兴趣的频带上的宽带匹配。该对横移的辅助辐射元件(例如寄生偶极子)150A、150B与垂直定向的驱动偶极子140一起提供垂直极化的类似的水平波束宽度。低频带辐射器可以用作具有大于30％的操作带宽和在55°-75°范围内的水平波束宽带的双频带天线的部件。更进一步，两个正交极化的水平波束宽度可在55度至75度的范围内。优选地，两个正交极化的水平波束宽度可在60度至70度的范围内。最优选地，两个正交极化的水平波束宽度大约为65度。

偶极子120具有长度约为λ/2的反谐振偶极子臂120A、120B，其具有18dB阻抗带宽大于32％的电容耦合馈源并提供大约65°的波束宽度。这是双极性宽带天线中的双极化元件的一个部件。具有两个平行辅助辐射单元150A、150B的单个半波偶极子140提供对扩展偶极子120辐射的信号的正交极化。该超宽带双频蜂窝基站天线的低频带辐射器100可很好地适合用于698-960MHz蜂窝频带。这种构造的一个特殊优点在于，这一低频带辐射器100留下无阻碍的区域或接地面的空白区域，其中超宽带双频带天线的高频带辐射器可位于低频带与高频带辐射器之间有最小的相互作用的地方。

天线400的低频带辐射器100如所描述地辐射垂直极化和水平极化。对于蜂窝基站天线，常规使用双倾斜极化(线性偏振与垂直倾斜+45°和-45°)。这可以通过从本领域技术人员所熟知的宽带180°混合电路(即平均拆分的耦合器)馈电低频带辐射器的垂直和水平偶极子来实现。

交叉偶极子120和140限定四个象限，其中高频带辐射器420和410位于左下和右下象限，并且高频带辐射器440和430位于左上和右上象限。低频带辐射器100适合于双极化，并且在双频带天线400的接地面110上提供空白区域，用于在双频带天线400中定位高频带辐射器410、420、430、440。省略号指示基站天线可以通过重复图1所示的部分400形成。中线左边的宽带高频带辐射器440、420包括一个高频带阵列，而由偶极子臂140A和140B限定的中线右边的高频带辐射器430、410包括第二高频带阵列。两个阵列可以一起被用来在高频带提供MIMO能力。每个高频带辐射器410、420、430、440可以适于提供大约65度的波束宽度。

例如，每个高频带辐射器410、420、430、440可以包括一对分别位于方形金属外壳中的交叉偶极子。在这种情况下，交叉偶极子倾斜成45°以便辐射倾斜极化。偶极子可以被实现为蝴蝶结偶极子或其它宽带偶极子。虽然示出了特定的偶极子配置，其他偶极子例如可使用管或缸或作为印刷电路板上的金属化轨道来实现。

在一个示例中，低频带辐射器(具有辅助辐射元件的交叉偶极子)100可用于698-960MHz频带时，而高频带辐射器410、420、430、440可用于1.7GHz到2.7GHz(1710-2690MHz)频带。低频带辐射器100提供具有双极化(水平极化和垂直极化)的65度波束宽度。基站天线常常需要用这种双极化。常规偶极子140被连接到天线馈源，同时扩展偶极子120通过串联电感器和电容器被耦合到天线馈源。低频带辅助辐射元件(例如寄生偶极子)150和垂直偶极子140使垂直偶极子140以及辅助辐射元件150的水平波束宽度与水平偶极子120的水平波束宽度相同。天线400在单个天线中实现多频带天线。大约65度的波束宽度是优选的，但在单个度的基础上也可是60度至70度的范围(例如60、61或62度)。该超宽带双频带蜂窝基站天线可以在有限的物理空间中实现。

如上文所示，为了将双极化双频带蜂窝基站天线中低频带和高频带辐射器之间的相互作用减到最小，期望低频带辐射器以垂直和水平辐射部件的形式来留下未受阻碍的空间用于放置高频带辐射器。为了利用辐射水平和垂直极化的辐射器部件来辐射双倾斜线性极化，使用超宽带180°混合电路向超宽带双频双极化蜂窝基站天线的一个频带(例如低频带)的辐射器的水平和垂直部件馈电。

图2显示了宽带180°混合电路200的设计，可用于组合垂直和水平极化部件以形成+/-45°极化。仅为了便于说明，图3中显示了形成结合组件330的微波基板320、322和提供接地面的平行金属板310、312，其在图2中被省略了。隐线240(用虚线表示)可以是对所需的端口阻抗(例如50欧姆)的两或三级变换器。更具体地，例如，图2中的宽带180°混合电路200可使用两层1.6毫米微波基板和泡沫以及金属化层来实现。图3、4A、4B进一步提供宽带180°混合电路200的实际实施方式的细节。图2是图4A和4B中详细所示之物的简化示图。图2、3、4A、4B和5中相同的特征/部件中使用相同的附图标记。

金属板310、312(图3)被平行配置作为接地面，而结合组件330被设置于金属板310、312之间。第一和第二金属化层220包括多个金属轨道，其在结合组件330的相对的外表面上实现，以镜像配置来直接彼此重叠。第一和第二金属化层220被短接在一起，以保持金属轨道处在相同电位并形成单个的导体。金属板310、312和第一和第二金属化层220形成一第一带状线电路，其实现具有短路分流短截线252的匹配的分路器。金属板310、312是第一带状线电路的接地面。在一端提供总和输入端口210，而在相对端提供两个输出端口230、232。匹配的分路器的分支变窄以在提供两个输出端口230、232的输出轨道262、264之间提供间隙242。第三金属化层240包括多个金属轨道，其设置在第一和第二金属化层220中间的结合组件330内以提供中心导体。第一、第二和第三金属化层220、240形成第二带状线电路。第三金层化层240包括多个不同宽度的四分之一长度变换器。在第二带状线电路的一端提供差值输入端口212。金属轨道270的一部分延伸跨过第一带状线电路的间隙242。由于在第二带状线电路的接地的中断242，由第二带状线电路在输出端口230、232从第二带状线电路的输入提供差值信号。

如图3、4A和4B中更详细地所示，用于频带辐射器的宽带180°混合电路200包括具有两个微波基板320和322的结合组件330。在图3中，该组件330居中位于两个平行的金属板310和312之间。结合组件330的外部或外表面上基本相同的的金属化层220按要求连接在一起以保持金属轨道250、252、256、258、260、262和264处于相同的电位，并相对于金属板310、312形成图4A中的带状线电路，金属板310、312也连接在一起从而金属板310、312形成接地。结合组件330和板310，312之间的空间可以填充有空气或低密度泡沫(见图3)。可替换地，板310、312之间的空间可以用不同的固体介电材料填充。中间金属化层240和两个平行金属化层220形成第二带状线电路。中间金属化层240包括在结合基板320、322的一个内表面上的金属化轨道280、282、284和286。第二带状线电路是由中间金属化层240的轨道280、282、284和286和金属化层220的轨道250、252、256、258、260、262和264形成的，其形成本地地平面。第二带状线电路220/240介电材料是微波基板320、322。

金属化层220实现了常规匹配的分路器，具有附加的长度为大约四分之一波长(λ/4)的短路分流短截线252、254。连接到轨道250的激励输入210(端口1)导致输出230、232(端口3和4)的相等的同相激励。短路分流短截线252、254与轨道250的长度垂直。两个轨道250、252连接到轨道256。轨道258、260分支出来，并从轨道256分离出来，但在相对端窄接在一起。分别耦合到轨道258、260的输出轨道262、264被靠近在一起以形成间隙242，在比借助第二带状线电路220/240施加差值信号。输出230、232(端口3与4)分别在轨道262、264的端部提供。在图4A，只有一个金属化层220被示出在基板220的表面上。然而，图4B中对应的匹配金属化层220(未示出)设置在基板222的相对表面上。

第二带状线电路220/240在短路短截线252、254处通过在中心金属化层240和金属化层220的轨道252之间施加信号而被激励，金属化层220在该位置接地到金属板310、312。因此，在图4B，信号被提供给输入212(端口2)。金属化层240的轨道280跟随所述短截线252的中心线，并且然后跟随金属化层220的一个分支256到间隙242。较窄的轨道282从金属化层240的L型轨道280延伸。中间金属化层240的最后的U型阶段包括轨道284、286，其在U形的底部具有突出部分270，其与间隙242交叉。轨道284、286跨过间隙242并且继续沿带状线220的相对分支260的中心线延伸大约四分之一波长。

第二带状线电路220/240的接地导体随着中心导体270跨过间隙242而被中断。这将差值信号施加给两个输出230和232(端口3和4)，以使得输出具有相等的异相激励。如图4B所示，中间金属化层240具有不同宽度的四分之一波长变换器部分280、282、284/286。

利用电路优化程序改进指示的轨道的部分的阻抗和长度。所用的优化准则是使输入210和212的反射系数的平方和最小化。图4中指示的线部分的阻抗及其长度被允许改变以达到在所需带宽上的最佳。

用于698MHz到960MHz带宽的部分252、250、256、258、260、280、282、284和286的最佳阻抗和长度被列在图5中。宽带180°混合电路200用于通过使用用于一个频带的辐射器的水平和垂直辐射元件(例如，低频带辐射器100的偶极子120、140)而产生45倾斜极化。端口1(210)在端口3和4(230、232)产生相等幅度的同相输出。端口2(212)在端口3和4(230，232)产生相等幅度的异相(180°)输出。端口1和端口2(212)隔离，端口3和端口4(230、232)彼此隔离。

图6示出了图2到4所示类型200的超宽带180°混合电路640到辐射器610(例如，低频带辐射器)的连接。180°混合电路640具有输入642和644(∑和Δ)，并从从输出648和650分别馈电超宽带双频双极化蜂窝基站天线的一个频带(例如，低频带)的辐射器610的垂直和水平的偶极子630和620，从而1使用辐射水平和垂直极化的辐射元件620、630来辐射双倾斜线性极化。阵列的每个对应的元件可类以地被馈电。到∑和Δ输入的输入分别辐射+45°和-45°的倾斜极化。

宽带180°混合电路200的理论性能在每个端口处有回波损耗、跨698-960MHZ频带超过40dB的输出之间的隔离和输入之间的隔离。在宽带180°混合电路200的模型上的测量中，这些值超过25dB，并且输出的相位都在标称的±2度之内。从而，在此所描述的和/或附图中示出的用于超宽带双频双极化蜂窝基站天线的宽带180°混合电路仅通过示例给出，而不限制本发明的范围。除非另有特别说明，混合电路的各个方面和部件可以被修改，或可以被已知的等价物或者还未知的替代物替换，所述还未知的替代物例如可以在将来开发出的或者可能在将来被发现是可接受的替代物。

Claims (10)

1.一种用于馈电至少一个宽带双极化蜂窝基站天线的双极化辐射器的180°混合电路，所述180°混合电路包括：

绝缘材料的基板；

配置为接地面的平行的一对金属板，所述基板设置在所述一对金属板之间；

第一和第二金属化层，其包括在所述基板的相对的外表面上实现的多个金属轨道，以镜像配置来直接彼此重叠，所述第一和第二金属化层被短接在一起以保持所述金属轨道处在相同电位而形成导体，所述金属板和所述第一和第二金属化层形成第一带状线电路，其实现具有短路分流短截线的匹配的分路器，所述金属板为第一带状线电路提供接地，在一端提供总和输入端口并且在相对端提供两个输出端口，其中所述匹配的分路器的分支变窄以在提供所述两个输出端口的输出轨道之间提供间隙。

第三金属化层，其包括设置在所述基板内的多个金属轨道，其设置在所述第一和第二金属化层之间以提供中心导体，所述第一、第二和第三金属化层形成形成第二带状线电路，所述第三金属化层的所述金属轨道包括多个不同宽度的四分之一长度的变换器，在所述第二带状线电路的一端和在所述第一带状线电路的所述短路分流短截线的短路点提供差值输入端口，一部分金属轨道延伸跨过所述第一带状线电路的间隙，其中由于所述第二带状线电路的接地的中断，由所述第二带状线电路从所述第二带状线电路的输入端口在所述输出端口施加差值信号。

2.如权利要求1所述的混合电路，其中轨道的部分的宽度被优化，使得总和输入与差值输入在所需的带宽上最佳地匹配。

3.如权利要求1所述的混合电路，其中所述基板和所述一对金属板中的每一个金属板之间的空间填充有空气和低密度泡沫之一。

4.如权利要求1所述的混合电路，其中所述基板和所述一对金属板中的每一个金属板之间的空间填充有固体介电材料。

5.如权利要求1所述的混合电路，其中所述第二带状线电路的轨道跟随所述分流短截线的中心线和所述第一带状线电路的一个分支到所述间隙。

6.如权利要求1所述的混合电路，其中所述第二带状线电路的终端轨道是U形的，跨过所述第一带状线电路的间隙，并沿着所述第一带状线电路的相对分支的中心线延伸大约四分之一波长。

7.如权利要求1所述的混合电路，其中所述混合电路适用于698-960MHz的频率范围。

8.一种用于双频带天线的一个频带的辐射器，所述辐射器包括：

水平和垂直辐射器；以及

如权利要求1所述的混合电路，其电连接到所述辐射器，以产生所述双倾斜极化。

9.一种超宽带双频带双极化蜂窝基站天线的低频带辐射器，所述双频带包含低频带与高频带，所述低频带辐射器包括：

包括两个偶极子臂的偶极子，每个偶极子臂谐振在大约四分之一波长(λ/4)，适合于连接到天线馈源；

具有反谐振偶极子臂的扩展偶极子，每个偶极子臂大约半个波长(λ/2)，所述偶极子和所述扩展偶极子配置成交叉布置；

电容耦合的馈源，其连接到所述扩展偶极子，用于将所述扩展的偶极子耦合到所述天线馈源；以及

一对辅助辐射元件，其平行地配置在所述扩展偶极子的相对的两端，其中所述偶极子和所述一对辅助辐射元件一起产生所需的较窄的波束宽度；以及

如权利要求1所述的180°混合电路，其连接到所述偶极子以产生双倾斜极化。

10.一种超宽带蜂窝双极化双频带基站天线，所述双频带具有适于蜂窝通信的低频带和高频带，所述双频带天线包括：

多个如权利要求11所述的低频带辐射器，每个低频带辐射器适合于双极化并且在所述双频带天线的接地面上提供空白区域以用于定位所述双频带天线中的高频带辐射器；和

每个均适合于双极化的多个高频带辐射器，所述高频带辐射器被配置在至少一个阵列中，所述低频带辐射器以预定的间隔散布在所述高频带辐射器之间。

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