CN110235306B - 双频带天线元件和基站 - Google Patents

Abstract

双频带天线元件包括：支承结构，其是单个模制部件；第一馈送电路和第二馈送电路，这二者均布置在支承结构上；第一辐射元件，其被配置成以第一工作频带辐射并且布置在支承结构上。第一辐射元件由第一馈送电路馈送。此外，第二辐射元件被配置成以低于第一工作频带的第二工作频带辐射并且布置在支承结构上。第二辐射元件由第二馈送电路馈送。

Description

双频带天线元件和基站

技术领域

本发明涉及双频带天线元件以及包括多个所述双频带天线元件的基站。

背景技术

如今的基站天线工作在通常具有±45°极化的多个频带中。双频带辐射元件的低姿态实现对于大规模生产起着至关重要的作用。印刷电路板技术传统上用于制造单或多频带元件。然而，多频带天线具有更多部件并因此具有多个焊接接头。

因此，本发明的问题是提供改进的天线元件的构思。

发明内容

该问题通过独立权利要求1和18的主题来解决。本发明的有利实现在相应的从属权利要求中被进一步限定。

在第一方面中，提供了一种优选地用于基站天线的双频带天线元件，其中，双频带天线元件包括：支承结构，其是单个模制部件；第一馈送电路和第二馈送电路，这二者均布置在支承结构上；第一辐射元件，其被配置成以第一工作频带辐射并且布置在支承结构上；其中，第一辐射元件由第一馈送电路馈送；第二辐射元件，其被配置成以低于第一工作频带的第二工作频带辐射并且布置在支承结构上；并且其中，第二辐射元件由第二馈送电路馈送。

在这种情况下，单个模制部件是如下结构，所述结构是模制工艺例如注射成型工艺的结果。此外，第一馈送电路和第二馈送电路均可以是微带传输线。因此，提供了一种双频带天线元件，该双频带天线元件由于单个模制部件的设置而提供了高机械稳定性。此外，由于将支承结构设置为单个模制部件，所以双频带天线元件的非常简单且划算的制造工艺是可能的。此外，双频带天线元件非常紧凑，使得仅几个元件构成双频带天线元件，即，仅支承结构、第一辐射元件和第二辐射元件，这也减少了用于连接双频带天线元件的元件的任何手工焊接接头的数量。

因此，提供了一种改进的双频带天线元件，该双频带天线元件制造简单，提供最少数量的部件和手工焊接接头，同时提供良好的机械稳定性。

在根据第一方面的双频带天线元件的第一实现形式中，支承结构和第二辐射元件由单个模制的部分金属化部件形成；其中，第二辐射元件由单个模制的部分金属化部件上的辐射元件金属化部形成。

因此，可以提供非常紧凑的布置，在该布置中，第二辐射元件仅由支承结构上的金属化部形成，从而进一步减小了双频带天线元件的尺寸。

在根据第一方面的双频带天线元件的第二实现形式中，第二辐射元件是附接至支承结构的弯曲金属片。

与上面提及的第一实现形式相比，这是替代方案，该替代方案也有助于实现机械上非常稳定的双频带天线元件，该双频带天线元件也非常紧凑并且易于制造。

在根据第一方面的双频带天线元件的第三实现形式中，支承结构包括顶部、底部以及连接顶部和底部的第一壁；其中，第一壁的至少一部分围绕中空区域；其中，第一辐射元件布置在顶部处；还包括形成第一馈送电路的第一金属化部以及形成用于第一辐射元件的换衡器的换衡器金属化部；其中，第一金属化部和换衡器金属化部布置在第一壁的相对侧上并且从底部延伸到顶部。

因此，可以提供非常紧凑的支承结构，在该支承结构中，可以以非常有效的方式同时实现对第一辐射元件的馈送以及使第一辐射元件接地。

在根据第一方面的双频带天线元件的第四实现形式中，支承结构包括中间部以及连接底部和中间部的第二壁，其中，第一壁和第二壁包围至少一个腔；其中，第二辐射元件布置在中间部处；还包括形成第二馈送电路的第二金属化部；其中，第二金属化部布置在第二壁上并且从底部延伸到中间部。

该实现形式还用于提供非常紧凑的双频带天线元件，该双频带天线元件实现第一辐射元件和第二辐射元件二者以及相应的馈送和接地电路系统，并且同时机械稳定且易于制造。

在根据第一方面的双频带天线元件的第五实现形式中，换衡器金属化部布置在第一壁的面向所包围的腔的一侧上，并且还沿着第二壁的面向所包围的腔的一侧延伸，从而用作第一馈送电路和第二馈送电路二者的接地平面。

因此，可以以非常有效的方式为第一馈送电路和第二馈送电路二者提供接地平面，这也有助于实现非常紧凑并同时具有机械稳定性的双频带天线元件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第六实现形式中，第二辐射元件是杯形元件，所述第二辐射元件具有底部、顶部以及连接底部和顶部的壁部。

因此，这提供了非常紧凑的第二辐射元件，该第二辐射元件可以附接至支承结构，从而提供非常紧凑的双频带天线元件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第七实现形式中，支承结构包括底部或所述底部、中间部以及顶部或所述顶部，其中，支承结构从所述支承结构的底部通过所述支承结构的中间部延伸到所述支承结构的顶部；其中，第二辐射元件在支承结构的中间部上布置有所述第二辐射元件的底部；其中，杯形元件的底部具有开口，支承结构通过该开口从所述支承结构的中间部延伸到所述支承结构的顶部。

因此，由于构成第二辐射元件的杯形元件中的开口，因此可以以非常紧凑的方式在支承结构上同时设置第一辐射元件和第二辐射元件二者，从而有助于双频带天线元件的上面提及的优点。

在根据第一方面的双频带天线元件的第八实现形式中，第一辐射元件布置在支承结构的顶部处。

这有助于实现包括第一辐射元件和第二辐射元件的非常紧凑的双频带天线元件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第九实现形式中，第一辐射元件连接至换衡器金属化部。

因此，可以以非常有效的方式提供第一辐射元件的接地，这也有助于实现非常紧凑并同时提供机械稳定性的双频带天线元件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十实现形式中，第一馈送电路包括被配置成对第一辐射元件进行馈送的端部开路微带传输线，并且第二馈送电路包括被配置成对第二辐射元件进行馈送的另外的端部开路微带传输线。

因此，由于使用端部开路微带传输线，因此不需要辐射元件与馈送电路之间的电流连接，这为布置第一辐射元件、第一馈送电路、第二辐射元件和第二馈送电路提供了更大的自由度。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十一实现形式中，双频带天线元件还包括：在支承结构的底部或所述底部处的底板，该底板至少包括第一输入端口和第二输入端口；其中，第一输入端口连接至第一馈送电路，并且第二输入端口连接至第二馈送电路；其中，输入端口被配置成连接至基站天线的分配网络。

因此，可以将双频带天线元件有效地耦接至基站天线的分配网络，并且同时确保对第一辐射元件和第二辐射元件的馈送。

此外，在第一方面的前述实现形式中的任一项的另一可能的实现形式或第一方面本身中，辐射元件是双极化辐射元件。在这样的实现形式中，馈送电路中的每个为辐射元件的两个不同极化件中的每个提供馈送，馈送电路中的每个被配置成进行馈送。

此外，在具有双极化辐射元件的这种实现形式中，其中，存在上面提及的被布置在支承结构的底部处的底板，每个输入端口对包括用于第一极化件的第一输入端口端子和用于第二极化件的第二输入端口端子。这些输入端口端子连接至馈送电路的相应馈送线以用于相应的极化件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十二实现形式中，底板是焊接到支承结构的单独PCB。

这还有助于实现非常紧凑的双频带天线元件。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十三实现形式中，支承结构与底板一起形成单个模制部件。

因此，可以提供非常紧凑并同时非常稳定的双频带天线元件。此外，由于支承结构和底板一起形成单个模制产品，因此不需要焊接接头来将支承结构附接至底板。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十四实现形式中，支承结构与第一辐射元件和/或第二辐射元件一起形成单个模制部件。

因此，这是用于提供非常紧凑且稳定的也易于制造的双频带天线元件的另外实现形式，并且不需要焊接接头来将第一辐射元件和/或第二辐射元件附接至支承结构。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十五实现形式中，第一馈送电路和第二馈送电路均由微带传输线形成。

该实现形式旨在集中于：第一馈送电路是微带传输线，并且第二馈送电路也是微带传输线，这提供了一种为相应的第一辐射元件和第二辐射元件提供馈送电路的非常简单有效的实现形式。

在根据第一方面的双频带天线元件的第十六实现形式中，双频带天线元件是模制互连装置(molded interconnect device，MID)。

这还有助于上面提及的关于第一方面及其实现形式的优点。

在第二方面中，提供了一种基站，该基站包括多个根据第一方面或第一方面的实现形式的双频带天线元件。

附图说明

在下面关于附图的具体实施方式的描述中将说明本发明的上述方面和实现形式，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的分解视图；

图2示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构的底视图；

图3示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构的横截面视图；

图4示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构的顶视图；

图5示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的印刷电路板；

图6A示出了在第一组装步骤中根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构和印刷电路板；

图6B示出了在第二组装步骤中根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构、印刷电路板和第二辐射元件；

图6C示出了在第三组装步骤中根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的支承结构、印刷电路板、第一辐射元件和第二辐射元件；

图7示出了根据本发明的第一实施方式的双频带辐射元件的支承结构和第二辐射元件的另外两个视图；

图8示出了根据本发明的第一实施方式的双频带天线元件的照片；

图9示出了根据本发明的第一实施方式或第二实施方式的具有多个双频带天线元件的基站天线的示意图；

图10示出了根据用于图9的基站天线的频率而匹配的LFA输入；

图11示出了图9的基站天线的LFA水平辐射图；

图12示出了根据用于图9的基站天线的频率而匹配的HFA输入；

图13示出了图9的基站天线的HFA水平辐射图。

具体实施方式

图1是优选地用于基站天线的双频带天线元件100的分解视图，其中，双频带天线元件100包括：支承结构120，其是单个模制部件；第一馈送电路130(在图1中不可见，但在图2中可见)和第二馈送电路140(在图1中仅部分可见，在图2中更清楚的看到)二者均布置在支承结构120上；第一双极化辐射元件150，其被配置成以第一工作频带辐射并且布置在支承结构120上，其中，第一辐射元件150由第一馈送电路130馈送；第二双极化辐射元件160，其被配置成以低于第一工作频带的第二工作频带辐射并且布置在支承结构120上。第二辐射元件160由第二馈送电路140馈送。

如图1所示，支承结构120包括顶部122、底部124以及连接顶部122和底部124的第一壁126，其中，第一壁126的一部分围绕中空区域128(中空区域128在图1的分解视图中不可见，但在图2中可以看到)。

此外，支承结构120包括中间部121以及连接底部124和中间部121的第二壁123，其中，第一壁126和第二壁123包围腔125，这也可以在图1的分解视图中看到。在图1的实施方式中，设置了四个腔125，其中，由于第一壁126朝向顶部122的圆顶形延伸，因此四个腔125中的两个腔可以在图1的分解视图中看到，并且另外两个腔125不可见。

第二辐射元件160在中间部121处被布置在中间部121的背离支承结构120的底部124的表面上。此外，天线元件100包括换衡器金属化部132。换衡器金属化部132形成用于第一辐射元件150和第二辐射元件160并且从而用于使第一辐射元件150和第二辐射元件160接地的换衡器。换衡器金属化部132在第一壁126的背离中空区域128(其被第一壁126包围)的表面上从顶部122向下延伸到底部124，并且从而也部分地设置在第一壁126的面向腔125的表面上。此外，换衡器金属化部132还可以沿着第二壁123的面向所包围的腔125的表面延伸，并且还可以在中间部121的背离底部124的表面上延伸，从而用作第一馈送电路130和第二馈送电路140二者的接地平面。因此，换衡器金属化部132在支承结构120的相对表面上延伸作为第一馈送电路130和第二馈送电路140。中间部121在与第一壁126的做为最大延伸方向的主延伸方向垂直的方向上远离第一壁126而延伸，其中，中间部121设置在支承结构120的顶部122与底部124之间的主延伸方向上。在设置在中间部121的背离底部124的表面上的换衡器金属化部132中，可以设置非导电阻断件127，特别是槽。在这些非导电阻断件127内，换衡器金属化部132不存在，即，被阻断。在图1的实施方式中，设置了四个槽127，其中，两个对角地相对的槽127用于提供由第二辐射元件160发射的辐射的一个极化，使得四个槽127用于为第二辐射元件160的第二工作频带提供两个正交极化。

此外，第二辐射元件160可以是附接至支承结构120的弯曲金属片。弯曲金属片是杯形元件的形式，该弯曲金属片具有底部162、顶部164以及连接底部162和顶部164的壁部166。此外，如可以在图1中看到的，底部162由片状板形成。四个切口161可以从片状板的各个角朝向底部162的中间延伸。此外，在组装状态下，使第二辐射元件160的底部162以在从支承结构120的底部124到顶部122的方向上的方式附接至中间部121的面向支承结构120的顶部122的表面，一个切口161与相应的非导电阻断件127例如槽至少部分地交叠，并且换衡器金属化部132面向第二辐射元件160。因此，两个对角地相对的非导电阻断件127和与两个非导电阻断件127部分地交叠的两个相应切口161一起用于提供一个极化，使得通过四个切口161连同四个非导电阻断件127来设置对第二辐射元件160的两个正交极化进行馈送的第二馈送电路140的相应端部开路微带传输线。

此外，第二辐射元件160可以在底部162的中心部分中包括开口163，支承结构120通过该开口163从支承结构120的中间部121延伸到支承结构120的顶部122。

此外，在图1所示的实施方式中，第二馈送电路140由第二金属化部形成，其中，第二金属化部布置在第二壁123的背离相应腔125的表面上，并且还在中间部121的面向底部124的表面上延伸，使得第二金属化部从底部124延伸到中间部121并且在中间部121上延伸。

在本发明的实施方式中，第一馈送电路130由两个微带传输线130a、130b形成，第二馈送电路140由四个微带传输线140a至140d形成。在图1中在第二壁123的背离腔125的表面上还可以看到第二馈送电路140的微带传输线之一，并且该微带传输线从底部124向上延伸到中间部121的面向底部124的表面上，并且在中间部121的面向底部124的表面上延伸。因此，在图1的实施方式中，设置了第二馈送电路140的四个微带传输线140a、140b、140c、140d，其中，在图1的分解视图中，仅一个微带传输线可见。第二馈送电路140的四个微带传输线140a至140d(在图2中看的最清楚)也沿中间部121的表面延伸。第二辐射元件160的每个极化由第二馈送电路140的两个相对的端部开路微带传输线(140a、140c和140b、140d)馈送。换句话说，第二馈送电路140的端部开路微带传输线在支承结构120上彼此成对对角地相对设置。彼此对角地相对设置的端部开路微带传输线中的每对用于生成由第二辐射元件160生成的辐射的极化，使得馈送电路140的四个端部开路微带传输线140a至140d用于提供由第二辐射元件160发射的辐射的两个正交极化。

此外，设置了形成第一馈送电路130的第一金属化部。第一馈送电路130在图2中看的更清楚。第一馈送电路130也可以是微带传输线，使得在图1的实施方式中，设置了两个端部开路微带传输线130a、130b。这两个微带传输线130a、130b设置在第一壁126的面向中空区域128的内表面上，并且从底部124延伸到顶部122。因此，在图1的分解视图中，这两个微带传输线130a、130b不可见。

此外，第一辐射元件150设置在顶部122上。在图1的实施方式中，第一双极化辐射元件150由两个单极化辐射元件150a、150b形成。单极化辐射元件150a、150b中的每个由两个偶极臂形成，所述两个偶极臂在支承结构151上彼此对角地相对设置，所述支承结构151例如是布置在顶部122处的PCB。每个偶极臂由金属化部形成在支承结构151的顶表面上。每个单极化辐射元件150a、150b被配置成以相同的第一工作频带辐射。此外，第一单极化辐射元件150a被配置成：以与第二单极化辐射元件150b的极化正交的特定极化来辐射。从底部124延伸到顶部122的第一馈送电路130的第一微带传输线130a被配置成对第一单极化辐射元件150a进行馈送。从底部124延伸到顶部122的第一馈送电路130的第二微带传输线130b被配置成对第二单极化辐射元件150b进行馈送。

此外，可选地，如可以在图1中看到的，底板115可以设置在支承结构120的底部124处。底板115包括第一输入端口116和第二输入端口117。第一输入端口116连接至第一馈送电路130，第二输入端口117连接至第二馈送电路140，同时第一输入端口116和第二输入端口117均被配置成连接至基站天线的分配网络。

详细地，第一输入端口116包括第一输入端口端子116a和第二输入端口端子116b。第一输入端口116的第一输入端口端子116a连接至用于为双极化第一辐射元件150的第一极化提供馈送的第一微带传输线130a。第一输入端口116的第二输入端口端子116b连接至用于为双极化第一辐射元件150的第二极化提供馈送的第二微带传输线130b。

此外，第二输入端口117包括第一输入端口端子117a和第二输入端口端子117b。第二输入端口117的第一输入端口端子117a连接至第一馈送电路140的用于为双极化第二辐射元件160的第一极化提供馈送的第一微带传输线140a和第三微带传输线140c。第二输入端口117的第二输入端口端子117b连接至第一馈送电路140的用于为双极化第二辐射元件160的第二极化提供馈送的第二微带传输线140b和第四微带传输线140d。

此外，支承结构120的底部124可以包括用于将第一馈送电路130和第二馈送电路140连接至底板115的引脚(如关于图3进一步讨论的)，并且还可以包括用于将换衡器金属化部132连接至底板115的接地引脚(如关于图3进一步讨论的)，从而提供接地。在图1的实施方式中，底板115是焊接到支承结构120的单独PCB。可选地，底板115与支承结构120一起可以形成单个模制部件，而不是仅通过支承结构120形成单个模制部件。另外可选地，单个模制部件可以由支承结构120与底板115以及第一辐射元件150和第二辐射元件160一起形成。此外，双频带辐射元件可以是模制互连装置MID。

通过使用模制互连装置MID技术实现的优点是：部件数量少、重量轻并且适合用于天线的大规模生产。

MID技术的使用允许使用最少量的部件来集成馈送网络、辐射元件和支承结构。此外，所得到的双频带天线元件在不牺牲RF性能的情况下在双频带中工作。

总之，由于作为单个模制部件的支承结构的设置，根据第一实施方式的双频带天线元件提供了高机械稳定性，在该单个模制部件上布置有第一辐射元件150和第二辐射元件160。另外，由于将支承结构120设置为单个模制部件，因此双频带天线元件100的非常简单且划算的制造工艺是可能的。此外，双频带天线元件100非常紧凑，其中，仅几个元件构成双频带天线元件100，这也减少了用于连接双频带天线元件100的元件的任何手工焊接接头的数量。此外，由于第一馈送电路130和第二馈送电路140设置在与设置有换衡器金属化部132的表面相对的表面上，因此可以避免馈送电路与换衡器金属化部132之间的交叉结点。

图2是根据第一实施方式的双频带天线元件100的支承结构120的底视图。其中，在底视图中，中空区域128是可见的。此外，设置了第一馈送电路130的两个微带传输线130a、130b。两个微带传输线130a、130b中的每个从支承结构120的底部124延伸到顶部122。具体地，每个微带传输线130a、130b从底部124的第一壁126与第二壁123之间的交叉区域180延伸到在第一壁126的面向中空区域128的表面上的顶部122。交叉区域180在图2中示出为包围中空区域128的表面区域，并且在其上设置有用于第一馈送电路130的引脚131a、131b、用于第二馈送电路140的引脚141a至141d以及用于换衡器金属化部132的接地引脚190。在顶部122处，第一微带传输线130a必须绕过第二微带传输线130b以使得不接触第一微带传输线130a，从而避免由两个微带传输线130a、130b馈送的信号之间的短路或干扰。因此，在顶部122处，第二微带传输线130b设置在中空区域128的外部，以使得不接触设置在顶部122的面向中空区域128的表面上的第一微带传输线130a。此外，微带传输线130a、130b中的每个是端部开路的，并且被配置成对第一双极化辐射元件150的相应单极化辐射元件150a、150b进行馈送。因此，每个微带传输线130a、130b用于提供一个极化，其中，两个极化彼此正交。在交叉区域180上，设置引脚131a、131b用于电流接触相应的微带传输线130a、130b，这确保了第一馈送电路130与底板115(在图1或图2的实施方式中，如已经关于图1提及的印刷电路板)的电连接。从而确保了对第一辐射元件150的馈送。

此外，第二馈送电路140的四个微带传输线140a至140d在第二壁123的背离相应腔125的表面上从底部124延伸，并且还在中间部121的面向底部124的表面上延伸。在该上下文中，设置了四个腔125，这四个腔125在图2的底视图中不可见，而仅在顶视图中可见。两个对角地相对布置的微带传输线140a、140c和140b、140d用于在在频率上低于第一频带并且具有一定极化的第二频带中提供辐射。因此，对角地相对的微带传输线140a、140c和140b、140d中的每一对用于提供一个极化，使得通过四个微带传输线140a至140d来提供第二辐射元件160的两个正交极化。

此外，用于微带传输线140a至140d的引脚141a至141d设置在交叉区域180上，并且每个引脚141a至141d电流地接触第二馈送电路140的相应微带传输线140a至140d，从而确保对第二辐射元件160的馈送。此外，用于第一馈送电路130的每个引脚131a至131b以及用于第二馈送电路140的每个引脚141a至141d被配置成连接至底板115。因此，在该实施方式中，设置了用于第二馈送电路140的四个第二引脚141a至141d。在交叉区域180上示出的所有其他引脚是用于确保换衡器金属化部132与底板115之间的电流连接的接地引脚190，从而确保第一辐射元件150和第二辐射元件160的接地。当然，在另外的实施方式中，一些引脚可以悬空，并且仅用于提供支承结构120与底板115之间的机械连接。

图3示出了根据第一实施方式的支承结构120的横截面视图。其中，中空区域128是可见的，该中空区域128被第一壁126围绕，其中，第一壁126从底部124延伸到顶部122。此外，腔125中的每个被第一壁126的面向腔125的表面和第二壁123的面向腔125的表面的一部分围绕。此外，第一微带传输线130a被示出为从引脚131a延伸到顶部122。此外，在顶部122内，设置有另外的接地引脚190’，这些接地引脚190’电流地连接至相应的第一辐射元件150并且同时电流地连接至第一壁126的背离中空区域128的表面，在该表面上设置有换衡器金属化部132以确保第一辐射元件150的接地。因此，顶部122上的接地引脚190’延伸通过另外的支承结构151，在该支承结构151上设置单极化辐射元件150a、150b的偶极臂的金属化部，使得接地引脚190接触偶极臂。至少一个接地引脚190’与一个偶极臂电流地接触。通过提供接地引脚190’，不仅可以确保第一辐射元件150的接地，而且这也有助于保持机械强度，使得第一辐射元件150(或者更详细地，另外的支承结构151)紧密地固定至支承结构120。此外，通过在支承结构120的顶部处设置布置在接地引脚190’上的导电垫，可以在支承结构120与另外的支承结构151之间实现附加的气隙。

此外，在图3中，示例性地显示了用于第二馈送电路140的一个引脚141d。该引脚141d电流地连接至第二馈送电路140的相应第四微带传输线140d。此外，接地引脚190设置在底部中，其中，底部中的接地引脚190从相应的腔125通过支承结构120的材料延伸超出交叉区域180，使得换衡器金属化部132电连接至接地引脚190，从而确保第一辐射元件150和第二辐射元件160的接地。此外，用于第一馈送电路130的引脚131a至131b、用于第二馈送电路140的引脚141a至141d和底部124中的接地引脚190被配置成连接至底板115。

因此，第一馈送电路130的微带传输线130a、130b设置在第一壁126的面向中空区域128的表面上，第二馈送电路140的微带传输线140a至140d设置在第二壁123的背离相应的腔125的表面上并且设置在中间部121的面向底部124的表面上。

此外，应当注意，图3的横截面视图示出了第一实施方式，其中，支承结构120的材料是透明的。这就是为什么在图3的该横截面视图中除了第一馈送电路130的第一微带传输线130a之外第二馈送电路140的第四微带传输线140d也可见的原因。

图4示出了第一实施方式的支承结构120的顶视图，其中，也使支承结构120的材料透明。因此，在顶视图中，即使两个微带传输线130a、130b在第一壁126的面向中空区域128的表面上延伸，第一馈送电路130的两个微带传输线130a、130b仍然可见。在顶视图中，两个微带传输线130a、130b在顶部122内彼此垂直地延伸。此外，第二馈送电路140的微带传输线140a至140d中的每个部分地围绕相应的非导电阻断件127，同时每个微带传输线140a至140d的一部分与相应的非导电阻断件127交叠。

图5示出了双频带天线元件100的第一实施方式的底板115。具体地，该实施方式中的底板115是印刷电路板。印刷电路板115包括第一输入端口116和第二输入端口117。第一输入端口116包括第一输入端口端子116a和第二输入端口端子116b。第二输入端口117包括第一输入端口端子117a和第二输入端口端子117b。关于第一输入端口116，馈送线116a’和116b’相应地从相应的第一输入端口端子116a、116b延伸到PCB 115内的端口，这些端口用于将支承结构120的第一馈送电路130的引脚131a至131b连接至底板115。从而确保了对支承结构120的第一馈送电路130的馈送。此外，第二输入端口117的两个输入端口端子117a、117b中的每个连接至相应的馈送线117a’、117b’，其中，馈送线117a’、117b’中的每个分支成两个子馈送线，并且子馈送线中的每个还延伸到PCB 115内的相应端口，这些端口用于将支承结构120的第二馈送电路140的引脚141a至141b连接至PCB 115，从而确保对第二辐射元件160的馈送。在这种情况下，第一馈送线116a’用于为第一辐射元件150提供第一极化，并且第二馈送线116b’用于为第一辐射元件150提供与第一极化正交的第二极化。此外，第一馈送线117a’用于为第二辐射元件160提供第一极化，第二馈送线117b’用于为第二辐射元件160提供与第一极化正交的第二极化。馈送线117a’、117b’的每个子馈送线电流地连接至第二馈送电路140的一个微带传输线140a至140d。

此外，设置在支承结构120的底部124中的接地引脚190连接至PCB 115的底侧上的金属(接地)层，并且用于第一馈送电路130的引脚131a至131b和用于第二馈送电路140的引脚141a至141d连接至PCB 115的顶侧上的金属(信号)层。

此外，图6A至图6C示意性地示出了用于组装第一实施方式的双频带天线元件100的步骤。首先，如图6A所示，支承结构120以如下方式设置在PCB 115上：PCB 115与支承结构120的底部124焊接在一起。为了这样做，用于第一馈送电路130的引脚131a、131b和用于第二馈送电路140的引脚141a至141d必须设置在PCB 115内设置的相应端口(金属化孔)内，并且支承结构120的底部124中的接地引脚190设置在PCB 115的相应端口中。支承结构120例如通过自动焊接工艺被固定至PCB 115。在下一个步骤中，如图6B所示，第二辐射元件160以如下方式设置在支承结构120的中间部121上：第二辐射元件160的相应切口161与支承结构120的相应非导电阻断件127部分地交叠。第二辐射元件160可以通过使用例如塑料铆钉被固定至支承结构120。在如图6C所示的最后步骤中，第一辐射元件150连接至支承结构120，使得顶部122上的接地引脚190’延伸通过设置有第一辐射元件150的另外的支承结构151，从而电流地接触相应的第一辐射元件150。

图7示出了在第一辐射元件150没有布置在支承结构120上的情况下根据第一实施方式的双频带辐射元件100的另外两个视图。

此外，在作为第一实施方式的替代方案的第二实施方式中，代替将第二辐射元件160设置为弯曲金属片并且将支承结构120设置为单个模制部件，可以想到，支承结构与第二辐射元件160一起由单个模制的部分金属化部件形成。在这种情况下，第二辐射元件160由单个模制的部分金属化部件上的辐射元件金属化部形成。此外，在这种情况下，部分金属化部件可以由部分金属化的塑料形成。

图8示出了根据第一实施方式的处于组装状态的双频带天线元件100的立体视图。

图9以与其他辐射元件一起的阵列配置示出了具有多个根据本发明的任何实施方式的双频带天线元件的基站天线。

图10示出了具有图9的取决于频率的多个天线元件的基站天线的RF性能。具体地，图10示出了根据频率而匹配的低频天线(low frequency antenna，LFA)输入。此外，图11示出了根据图9的基站天线的LFA水平辐射图。此外，图12示出了根据用于与图10和图11中的布置相同的布置的频率而匹配的高频天线(high frequency antenna，HFA)输入。此外，图13示出了用于相同布置即图9的基站天线的HFA水平辐射图。

此外，应当注意，本实施方式仅示出了示例并且不是限制性的。例如，只要第一馈送电路130和第二馈送电路140用于对第一辐射元件150和第二辐射元件160进行相应地馈送，第一馈送电路130和第二馈送电路140的传输线的数量就不受限制并且可以是任意的。此外，第一辐射元件150仅示例性地由偶极子形成，但是也可以是被配置成以任何第一工作频带辐射的任何第一辐射元件。此外，尽管在另外的实施方式中辐射元件150、160是双极化辐射元件，但是辐射元件也可以是单极化的或者甚至具有多于两个极化件。

类似地，本实施方式中的第二辐射元件160在第一替代方案中是弯曲金属片，或者在第二替代方案中是辐射元件金属化部，并且甚至可以与支承结构一起形成为一个部件。然而，这仅仅是示例，并且只要第二辐射元件被配置成以低于第一辐射元件的第一工作频带的第二工作频带辐射，则第二辐射元件就可以任意地成形。此外，只要支承结构是单个模制部件，则所讨论的实施方式的支承结构的形状仅是示例性的并且可以是任何形状。此外，腔和/或中空是可选的。此外，腔的数量可以任意选择。此外，只要引脚用于其预期目的，则用于第一馈送电路和第二馈送电路的引脚和接地引脚的数量以及甚至引脚而不是其他连接装置的使用仅是示例性的而不是限制性的。此外，在第一壁126的面向中空区域128的表面上设置第一馈送电路130仅是示例性的，并且第一馈送电路130原则上也可以布置在支承结构120的任何其他表面上或甚至布置在支承结构120内。类似地，只要馈送电路实现它们的功能，即，第一馈送电路130被配置成对第一辐射元件150进行馈送并且第二馈送电路140被配置成对第二辐射元件160进行馈送，则第二馈送电路140的布置也仅是示例性的，并且可以设置在支承结构120的任何表面上或者甚至设置在支承结构120内。此外，第二辐射元件160中的切口161和/或中间部121中的非导电阻断件127不是必需的并且也可以省略。此外，切口161的数量和/或非导电阻断件127的数量是任意的。此外，作为印刷电路板的底板115的示例仅是不限制本发明的示例，并且底板115可以是用于预期目的的任何元件。此外，本发明的实施方式中的底板115仅是可选特征。此外，只要底板115中的端口和/或馈送线实现其预期目的，则底板115内的端口和馈送线的数量是任意的。

已经结合两个实施方式描述了本发明。然而，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员和实践所要求保护的发明的人员可以理解和实现所附实施方式的其他变型。在这些权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

Claims (16)

1.一种双频带天线元件(100，700)，所述双频带天线元件(100，700)包括：

·支承结构(120)，其是单个模制部件；第一馈送电路(130)和第二馈送电路(140)，这二者均布置在所述支承结构(120)上；

·第一辐射元件(150)，其被配置成以第一工作频带辐射并且布置在所述支承结构(120)上；

·其中，所述第一辐射元件(150)由所述第一馈送电路(130)馈送；

·第二辐射元件(160)，其被配置成以低于所述第一工作频带的第二工作频带辐射并且布置在所述支承结构(120)上；并且

·其中，所述第二辐射元件由所述第二馈送电路(140)馈送，

其中，所述支承结构(120)包括第一顶部(122)、第一底部(124)以及连接所述第一顶部(122)和所述第一底部(124)的第一壁(126)，其中，所述第一壁(126)的至少一部分围绕中空区域(128)；

其中，所述第一辐射元件(150)布置在所述第一顶部(122)处；

还包括形成所述第一馈送电路(130)的第一金属化部以及形成用于所述第一辐射元件(150)的换衡器的换衡器金属化部(132)；

其中，所述第一金属化部和所述换衡器金属化部(132)布置在所述第一壁(126)的相对侧上，并且从所述第一底部(124)延伸到所述第一顶部(122)，

其中，所述支承结构(120)包括中间部(121)以及连接所述第一底部(124)和所述中间部(121)的第二壁(123)，其中，所述第一壁(126)和所述第二壁(123)包围至少一个腔(125)；

其中，所述第二辐射元件(160)布置在所述中间部(121)处；

还包括形成所述第二馈送电路(140)的第二金属化部；

其中，所述第二金属化部布置在所述第二壁(123)上并且从所述第一底部(124)延伸到所述中间部(121)。

2.根据权利要求1所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述支承结构(120)和所述第二辐射元件(160)由单个模制的部分金属化部件形成；

其中，所述第二辐射元件(160)由所述单个模制的部分金属化部件上的辐射元件金属化部形成。

3.根据权利要求1所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述第二辐射元件(160)是附接至所述支承结构(120)的弯曲金属片。

4.根据权利要求1所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述换衡器金属化部(132)布置在所述第一壁(126)的面向包围的腔(125)的一侧上，并且还沿着所述第二壁(123)的面向所述包围的腔(125)的一侧延伸，从而用作所述第一馈送电路(130)和所述第二馈送电路(140)二者的接地平面。

5.根据权利要求1所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述第二辐射元件(160)是杯形元件，所述第二辐射元件(160)具有第二底部(162)、第二顶部(164)以及连接所述第二底部(162)和所述第二顶部(164)的壁部(166)。

6.根据权利要求5所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述支承结构(120)从所述支承结构(120)的第一底部(124)通过所述支承结构(120)的中间部(121)延伸到所述支承结构(120)的第一顶部(122)；

其中，所述第二辐射元件(160)在所述支承结构(120)的所述中间部(121)上布置有所述第二辐射元件(160)的所述第二底部(162)；

其中，所述杯形元件的所述第二底部(162)具有开口(163)，所述支承结构(120)通过所述开口(163)从所述支承结构(120)的所述中间部(121)延伸到所述支承结构(120)的所述第一顶部(122)。

7.根据权利要求6所述的双频带天线元件(100，700)，

其中，所述第一辐射元件(150)布置在所述支承结构(120)的所述第一顶部(122)处。

8.根据权利要求7所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述第一辐射元件(150)连接至所述换衡器金属化部(132)。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述第一馈送电路(130)包括被配置成对所述第一辐射元件(150)进行馈送的端部开路微带传输线，并且所述第二馈送电路(140)包括被配置成对所述第二辐射元件(160)进行馈送的另外的端部开路微带传输线。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的双频带天线元件(100，700)，还包括：

在所述支承结构(120)的第一底部(124)处设置有底板(115)，所述底板(115)至少包括第一输入端口(116)和第二输入端口(117)；

其中，所述第一输入端口(116)连接至所述第一馈送电路(130)，并且所述第二输入端口(117)连接至所述第二馈送电路(140)；

其中，所述输入端口(116，117)被配置成连接至基站天线的分配网络。

11.根据权利要求10所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述底板(115)是焊接到所述支承结构(120)的单独PCB。

12.根据权利要求10所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述支承结构(120)与所述底板(115)一起形成所述单个模制部件。

13.根据权利要求1-8、11-12中任一项所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述支承结构(120)与所述第一辐射元件(150)和/或所述第二辐射元件(160)一起形成所述单个模制部件。

14.根据权利要求1-8、11-12中任一项所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述第一馈送电路(130)和所述第二馈送电路(140)均由微带传输线形成。

15.根据权利要求1-8、11-12中任一项所述的双频带天线元件(100，700)，其中，所述双频带天线元件是至少部分地模制互连装置MID。

16.一种基站，所述基站包括多个根据前述权利要求1-15中任一项所述的双频带天线元件(100，700)。

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