CN111373601B - 多频带天线 - Google Patents

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Abstract

公开了一种高性能低成本多频带天线配置，所述天线配置具有低频带偶极子，所述偶极子具有由冲压的金属片形成的偶极子臂，所述偶极子臂具有多个狭槽。所述狭槽中的一些沿所述低频带偶极子臂的纵向轴线取向，而其他狭槽正交于所述纵向轴线取向。所述狭槽的存在产生了多个电感器结构，所述电感器结构具有隐蔽的结构，所述隐蔽的结构在不抑制低频带中偶极子的性能的情况下，使所述低频带偶极子对高频带RF能量基本上是透明的。

Description

多频带天线
发明背景
技术领域
本发明涉及用于无线通信的天线，并且更具体地涉及具有紧密相邻的低频带偶极子和高频带偶极子的多频带天线。
背景技术
对可以在多个频带和多个正交极化状态下工作以充分利用天线分集的蜂窝天线有相当大的需求。这个问题的一种解决方案是具有在低频带(LB)(例如，698MHz至960MHz)中以两个正交极化状态工作且在高频带(HB)(例如，1.695GHz至2.7GHz)中以两个正交极化状态工作的天线。一组典型的正交极化状态包括+/-45度。进一步要求天线具有最小的风荷载，这意味着它必须尽可能地窄以对迎面而来的风展现最小的横截面积。针对天线的另一个要求是在高频带(HB)和低频带(LB)两者中都具有快速滚降增益模式以减轻扇区间干扰。常规天线具有含有相当大的旁瓣和后瓣的增益模式。这些天线通常被安装在单个蜂窝塔上，每个天线覆盖不同的扇区，这导致它们各自的增益模式的旁瓣和后瓣重叠，从而在重叠的增益区域中造成干扰。因此，希望天线具有快速滚降增益模式，由此，超过给定的角度(例如，45°或60°)，所述天线增益模式就迅速下降，从而使安装在单个蜂窝塔上的多个扇区天线之间的重叠增益模式最小化。进一步，LB偶极子与HB偶极子之间的干扰可能污染它们各自的增益模式，因而降低天线的性能。
因为实现快速滚降增益模式的最佳方式是加宽天线的阵列面，而加宽天线阵列面会增加风荷载，所以对紧凑型阵列面和快速滚降增益模式两者的需求在目标上产生冲突。相反地，LB偶极子和HB偶极子在单个阵列面上在一起间隔排列得越近，它们遭受的干扰就越大，由此HB或LB中的发射分别由LB偶极子和HB偶极子获得，从而引起耦合和再辐射，所述再辐射污染了发射频带的增益模式。
这个问题可以利用偶极子来解决，所述偶极子被设计为“隐蔽的”，由此它们在其被设计用于的频带中进行辐射和接收，但对于由共享同一紧凑型阵列面的其他偶极子所辐射的其他频带却是透明的。
隐蔽的偶极子通常被划分成导电片段，所述导电片段通过插入的电感器和/或电容器结构耦合。导电片段具有小于RF能量的一个半波长(隐蔽的波长)的长度，针对所述半波长，感应电流得以阻止。对电感器和/或电容器结构进行调谐，使得它们在这个隐蔽波长处及以上共振，在隐蔽波长以上基本上是开路的，且在隐蔽波长以下基本上是短路的。
通常将LB偶极子隐蔽起来以防止在LB偶极子导体中出现HB感应电流。否则，由HB偶极子发射的HB能量将在LB偶极子中感应出电流，这随后会再辐射并且干扰HB增益模式。
如上面所提及的，隐蔽的偶极子结构涉及在偶极子臂内位于导电元件之间的电感器和/或电容器。这些结构可能是复杂的并且需要附加的PCB和金属层、粘合剂和辅助部件，所述辅助部件必须附接至或集成到偶极子结构中。如此，隐蔽的偶极子制造起来可能是复杂的、昂贵的且耗费时间的，并且可能引起可靠性问题。
因此，需要一种多频带天线，所述多频带天线具有最小阵列面但是具有强多频带性能(例如，具有最小干扰和快速滚降的干净增益模式)并且具有简单且易于制造的LB偶极子。
发明内容
因此，本发明涉及一种具有隐蔽的单片金属偶极子的低成本高性能的多频带蜂窝天线，所述多频带蜂窝天线消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
在本发明的一方面，一种多频带天线包括反射板、多个高频带偶极子和多个低频带偶极子，所述多个高频带偶极子被配置用于在高频带中辐射RF能量，所述多个低频带偶极子被配置用于在低频带中辐射RF能量。所述低频带偶极子中的每一个都具有多个低频带偶极子臂，每个低频带偶极子臂由单件金属形成并且具有多个狭槽，所述多个狭槽限定了在所述低频带偶极子臂中的多个电感器结构。所述电感器结构各自具有使所述电感器结构在与所述高频带相对应的频率处谐振、阻碍所述低频带偶极子在所述高频带中再辐射RF能量、并且使所述电感器结构能够在所述低频带中辐射RF能量的尺寸。
在本发明的另一方面，一种多频带天线包括反射板、多个高频带和多个低频带偶极子，所述多个高频带被配置用于在高频带中辐射RF能量，所述多个低频带偶极子被配置用于在低频带中辐射RF能量。所述低频带偶极子中的每一个均具有多个低频带偶极子臂，每个低频带偶极子臂由单件金属形成并且具有多个狭槽，所述多个狭槽限定了在所述低频带偶极子臂中的多个电感器结构，其中，所述电感器结构阻碍了感应电流，所述感应电流与由所述多个高频带偶极子中的至少一个辐射的RF能量相对应。
以下参考附图详细地描述了具有隐蔽的单片金属偶极子的低成本高性能的多频带蜂窝天线的进一步实施方案、特征和优点，以及具有隐蔽的单片金属偶极子的低成本高性能的多频带蜂窝天线的各种实施方案的结构和操作。
应当理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的本发明。
附图说明
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了本文所描述的具有隐蔽的单片金属偶极子的低成本高性能多频带蜂窝天线的(多个)实施方案，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1a图示了根据本公开文本的示例性阵列面。
图1b是图1a的示例性阵列面的“自顶向下”视图。
图1c是图1a的示例性阵列面的沿阵列面的方位角轴线截取的侧视图。
图1d是图1a的示例性阵列面的沿天线阵列面的俯仰轴线截取的侧视图。
图2图示了具有大约60度方位角波束宽度的示例性快速滚降阵列面。
图3a图示了根据本公开文本的示例性低频带高性能偶极子。
图3b是图3a的低频带偶极子的“自顶向下”视图。
图3c是图3a和图3b的低频带偶极子的低频带偶极子臂的“自顶向下”视图。
图3d图示了图3c的低频带偶极子臂之一，提供了进一步的细节和尺寸。
图3e是低频带偶极子臂之一的另一个视图，提供了进一步的细节和尺寸。
图4图示了形成示例性低频带偶极子的偶极子杆(dipole stem)以及示例性低频带供给板(feedboard)的两个示例性偶极子杆板(stem plate)。
图5a是图3a的示例性低频带偶极子的偶极子支撑基座的“自顶向下”视图。
图5b是图5a的偶极子支撑基座的侧视图。
图6是两个示例性高频带偶极子及其相应的供给板的“自顶向下”视图。
图7图示了根据本公开文本的低频带偶极子的进一步实施方案。
图8图示了根据本公开文本的低频带偶极子的另一个实施方案。
具体实施方式
现在将详细地参考参照附图的具有隐蔽的单片金属偶极子的低成本高性能多频带蜂窝天线的实施方案。
图1a图示了根据本公开文本的示例性阵列面100。阵列面100包括反射板105、被布置在反射板上的多个低频带(LB)偶极子110，每个LB偶极子110具有机械地且电性地耦接至LB供给板117的LB偶极子杆115。阵列面100还包括“T形栅(T-fence)”低频带寄生元件130，所述低频带寄生元件在控制阵列面100的低频带增益模式时结合LB偶极子110工作。
阵列面100进一步包括多个高频带(HB)偶极子120。每个HB偶极子120具有HB偶极子杆125，HB偶极子120通过所述HB偶极子杆被机械地且电性地耦接至HB供给板129。HB偶极子120进一步包括无源HB辐射器板127。
在图1a中进一步图示的是具有方位角轴线和俯仰轴线的坐标系。方位角轴线限定一平面(结合垂直于反射板105表面的阵列“z”轴线)，沿着所述平面限定方位角波束宽度。因此，不同的阵列面配置(下面公开的)可以创建具有不同宽度和滚降特性的方位角波束尺寸的不同增益模式。例如，具有单列LB偶极子110的示例性阵列面100将创建具有标称快速滚降模式的具有大约67至68度方位角波束宽度的增益模式。另一个轴线是俯仰轴线，其限定一平面(再次，结合垂直于反射板105表面的阵列“z”轴线)，连同增益模式的俯仰角度。阵列面100的天线可以具有一组移相器，所述一组移相器根据其沿俯仰轴线的相应位置向LB偶极子110或HB偶极子120提供差分相位延迟。取决于差分相位延迟，阵列面100的增益模式可以沿着俯仰轴线在平面中向上倾斜和向下倾斜。
图1b是示例性阵列面100的“自顶向下”视图，其提供了关于LB偶极子110和HB偶极子120的相对位置和间隔的更清晰的透视图。示例性阵列面的尺寸沿着方位角轴线可以是14.7英寸并且沿着俯仰轴线可以是48英寸，所述尺寸可以与反射板105的尺寸相同。将理解的是，不同的尺寸是可能的并且在本发明的范围内，但如果阵列面沿着方位方向“更宽”，则天线可能遭受的风荷载就更大。
图1c是示例性阵列面100的沿着阵列面100的方位角轴线截取的侧视图，其图示了LB偶极子110、HB偶极子120和T形栅130的相对高度。
图1d图示了从阵列面100的任一末端沿俯仰轴线的阵列面100。如图1d所图示的，LB偶极子110和HB偶极子120通过LB偶极子杆115和HB偶极子杆125分别机械地耦接至反射板105，使得LB偶极子110和HB偶极子120相对于反射板105位于不同的高度。LB偶极子杆115和HB偶极子杆125均“竖直地”取向，即，正交于由俯仰轴线和方位角轴线所限定的平面。对于示例性阵列面100，LB偶极子110可以升高到反射板105上方大约3.3英寸的高度，而HB偶极子120可以升高到反射板105上方大约0.93英寸的高度。HB偶极子高度的意义在于：它基本上防止了由LB偶极子110发射的低频带RF能量在被布置在HB偶极子杆125上的导电表面上感应出电流，所述电流将以其他方式从HB偶极子杆125再辐射，随后破坏LB偶极子110的增益模式。特别地，LB偶极子臂在给定的极化下发射LB辐射，所述LB辐射将以其他方式在布置在HB偶极子杆125上的导电表面上感应出电流，所述电流随后会在一系列极化状态(包括正交极化状态)下被再辐射。此再辐射的正交极化分量将进而在正交极化LB偶极子臂中感应出电流(并因此再辐射)，从而引起交叉极化干扰，这可能会严重降低天线的LB性能。
需要权衡。通常，将HB偶极子120更靠近反射板105定位会减小HB偶极子120的带宽。然而，在0.93英寸的高度处存在“最佳点(sweet spot)”，由此有效地减轻了LB感应的电流，并且接近反射板105的带宽限制效应还不普遍。在不显著降低HB偶极子120的性能的情况下，偶极子120的高度可以在0.93英寸附近变化多达+/-1/8英寸。超出此公差的任何更低高度(更靠近反射板105)都会导致带宽减小。超出此公差的任何更高的高度都会导致来自LB偶极子110的感应电流增加。
这种布置的优点在于：在大约0.93英寸的高度处，HB偶极子120不需要具有将增加HB偶极子120的复杂性和成本的任何被隐蔽结构(嵌入在偶极子导电元件之中的电感器和/或电容器)。这是因为大部分LB感应电流发生在HB偶极子杆125中，而不是在HB偶极子120的辐射器中。因此，减轻HB偶极子杆125中的感应电流有效地解决了此问题，并且HB偶极子120的辐射器中的被隐蔽结构是不必要的。
图1d中进一步图示的是T形栅130在反射板105上方的高度，所述高度可以是大约2.717英寸。T形栅130是与LB偶极子110的RF增益模式接合以控制方位角方向上的增益模式的无源寄生辐射器。T形栅120可以机械地耦接至用于天线罩的机械支撑件(未示出)。T形栅130可以由铝制成。
图2图示了根据本公开文本的示例性60度快速滚降阵列面200。阵列面200可以基本上类似于阵列面100，以下的例外。如所图示的，LB偶极子110沿俯仰轴线以“1-2-1-2-1”的配置间隔开，使得如果要将阵列面200划分成单元块，则在每一末端处的单元块将具有一个LB偶极子，而邻近末端单元块的单元块具有沿方位角轴线彼此相邻的两个LB偶极子110。进一步，为了适应LB偶极子110的并排布置，HB偶极子供给板129(连同其对应的HB偶极子120)沿阵列面200的方位角轴线进一步间隔开。这种快速滚降阵列面200的配置导致具有减少的旁瓣和后瓣(并且因此提供了快速滚降)的最佳限定的60度方位角波束宽度，这可能以其他方式引起同一蜂窝塔上邻近蜂窝扇区之间的干扰。
快速滚降阵列面200的变化是可能的并且在本公开文本的范围内。例如，代替图示的1-2-1-2-1的LB偶极子配置，LB偶极子110也可以布置为2-1-2-1-2的配置。此配置将具有与1-2-1-2-1配置类似的增益模式和性能，但因为其具有额外的LB偶极子110而带来额外的成本。在进一步的变化中，在2-2-2-2-2的布置中每个单元块可以是相同的并且沿着方位角轴线具有两个相邻的LB偶极子。由于增强的阵列因数，此天线阵列面将具有更紧密的方位角增益模式，具有大约45至50度的方位角波束宽度。进一步，天线阵列面可以具有五个以上的单元块，与6英尺或8英尺天线的情况一样。将显而易见的是，这种变化是可能的并且在本公开文本的范围内。
图3a图示了根据本公开文本的示例性LB偶极子110。图3a中图示的是被布置在支撑基座315上的四个LB偶极子臂310。每个LB偶极子臂310电耦接至其对应的巴伦电路(balun circuit)，所述巴伦电路被布置在第一LB偶极子杆板115a或者第二LB偶极子杆板115b(这两者组成LB偶极子115)上、在PCB安装凸舌317上的焊接点处。每个LB偶极子臂310还通过PCB安装凸舌317上的同一焊接点机械地耦接至偶极子杆115。每个LB偶极子臂310进一步经由相应的基座紧固件318机械地耦接至支撑基座315。四个基座紧固件318可以被集成到支撑基座315中或者可以被实施为铆钉。将理解的是，针对基座紧固件318的其他形式紧固件是可能的，并且在本公开文本的范围内。
图3b是低频带偶极子110的“自顶向下”视图。图示的是四个偶极子臂310、支撑基座315的可见部分、基座紧固件318和PCB安装凸舌317(在边缘上观察的)。还示出了由LB偶极子110发射的以+/-45度极化的组合的LB偶极子臂310的某些尺寸。
图3c是被图示为将布置在图3b中的LB偶极子110中的四个LB偶极子臂310的“自顶向下”视图。如所图示的，每个LB偶极子臂310具有多个同轴狭槽320和正交狭槽330、一对对角狭槽340、紧固件插入狭槽355和巴伦连接点350。每个LB偶极子臂310可以由可以具有大约0.063英寸厚度的金属(诸如铝)件形成。在邻近的LB偶极子臂之间提供了精确的间隙距离。在此处的实施例中，间隙维持在0.056英寸处。每个LB偶极子臂310可以是相同的，并且通过从铝片上冲压出图示的图案来形成。诸如黄铜和金属薄片等其他导电材料也是可能的。
同轴狭槽320和正交狭槽330中的每一个是LB偶极子310的结构中的开口，所述开口在狭槽周围的剩余金属中形成多个电感器结构。每个电感器结构在HB频率(例如，1.695GHz至2.7GHz)下用作开路而在LB频率(例如698MHz至960MHz)下用作短路。考虑到同轴狭槽320和正交狭槽330的取向，因为相应地取向的狭槽用作电感器使得LB偶极子110对+45度极化RF能量是透明的，所以由以+45度极化的HB偶极子120发射的HB RF能量不会在LB偶极子臂310中感应出电流。对于其他发射的极化状态也是如此，由此由于在LB偶极子臂310中的其他狭槽(正交于与+45度极化取向相对应的狭槽)使得LB偶极子110对-45度极化RF能量是透明的，因此由以-45度极化的HB偶极子120发射的HB RF能量也不会在LB偶极子臂310中感应出电流。
图3c进一步提供了以下尺寸：针对LB偶极子110的长度为6.378英寸，以及针对每个LB偶极子臂310的宽度为1.575英寸。此长宽比在约束每个LB偶极子臂310的长度的同时提供了适当的带宽。如果LB偶极子臂310变长，则它们可能在物理上干扰或遮蔽阵列面100/200上的附近HB偶极子120。相反，如果LB偶极子310更宽，则它们相应的极化隔离降低，并且每个+45度取向的LB偶极子臂310可以具有例如-45度取向的辐射分量。
图3d和图3e提供了示例性偶极子臂310的进一步细节。图3d图示了图3c的低频带偶极子臂310之一。低频带偶极子臂的总长度为3.150英寸。同轴狭槽320的长度为0.787英寸，而同轴狭槽320的宽度为0.157英寸。正交狭槽330的长度为0.748英寸，而正交狭槽330的宽度为0.197英寸。对角狭槽340的长度为0.630英寸，而对角狭槽的宽度为0.098英寸。
图3e是低频带偶极子臂310之一的另一个视图。如所图示的，紧固件插入狭槽355具有0.164英寸的长度并且巴伦连接点350具有0.430英寸的长度且具有距低频带偶极子臂310的顶点为0.120英寸的边缘空间。低频带偶极子的对角边缘与低频带偶极子臂的长边缘成45°角。低频带偶极子臂310的深度尺寸为0.063英寸。
图4图示了形成偶极子杆115的示例性LB偶极子杆板115a和115b。还图示的是具有1.60英寸的长度和1.60英寸的宽度的示例性LB供给板117。LB偶极子杆板115a和115b分别在其上布置有巴伦电路405a和405b，每个巴伦电路向相应的一对与+45度极化RF信号或者-45度极化RF信号相对应的LB偶极子臂310提供RF信号。LB偶极子杆板115a将被描述为用于其自身和LB偶极子杆板115b两者的示例，针对它们的描述是相似的。为了图示在其两个侧面上的电路的目的，LB偶极子杆板115a被图示为是透明的。在一个侧面布置了巴伦电路405a，而在另一个侧面布置了接地板420a。LB偶极子杆板115a包括PCB安装凸舌317(先前描述的)和基底凸舌410a。基底凸舌410a插入在LB供给板117中形成的狭槽415a中。LB偶极子杆板115的基底为1.15英寸。LP偶极子杆板的高度为3.63英寸。接地板420a被布置在LB偶极子杆板115a上，使得接地板420a延续到基底凸舌410a的下边缘，在所述下边缘处，接地板420a经由钎焊接头电耦接至LB供给板117的接地板(未示出)。在LB偶极子杆板115a的巴伦电路侧面上是焊点455a，所述焊点被布置在巴伦电路405a上并因此耦接至所述巴伦电路。焊点455a通过RF跨接器417a耦接至RF电缆焊点450a，所述RF电缆焊接点被布置在LB供给板117中形成的凹口内。进一步，接地板420被布置在LB偶极子杆板115a上，使得接地板420也延伸至PCB安装凸舌317，在所述安装凸舌处，接地板420电耦接至与给定极化状态相对应的两个相应的LB偶极子臂310。通过这组连接，用于+/-45度极化中的一个的RF信号从LB供给板117上的RF电缆焊点450a耦接到耦接至LB杆板115a的两个偶极子臂310。将显而易见的是，相同的描述应用于LB偶极子杆板115b及其在LB供给板117上的对应部件，不同之处在于它将应用于针对LB偶极子110的另一正交极化状态。
图5a是支撑基座315的自顶向下视图，而图5b是支撑基座315的侧视图。如所图示的，支撑基座315具有四支腿520顶部表面，所述顶部表面具有四个矩形开口510，贯穿所述矩形开口布置了PCB安装凸舌317以用于耦接至LB偶极子臂310。四支腿中每支腿的最外边缘之间的距离为3.53英寸。还被布置在支撑基座315的顶部表面上的是四个对准脊515，所述四个对准脊位于LB偶极子臂310之间。对准脊515不仅在安装LB偶极子臂310时提供稳定性，它们还维持邻近LB偶极子臂之间的精确间隙距离。在此处的实施例中，间隙维持在0.056英寸处。还被布置在支撑基座315的顶部表面上的是八个对准引脚525，所述八个对准引脚被定位成使得它们与对应的LB偶极子臂的最里面的正交狭槽330的内壁机械地接合。图3a图示了在支撑基座315上对准脊515和对准引脚525如何机械地接合LB偶极子臂310以维持对准和稳定性。
图6是两个示例性高频带偶极子120及其对应供给板129的“自顶向下”视图，所述供给板包括无源HB辐射器板127。针对HB偶极子120本身的示例尺寸是距偶极子臂的相对边缘的3.540英寸。无源HB辐射器板具有1.600英寸的直径。图6提供了HB偶极子部件的示例性相互间隔。
图7图示了根据本公开文本的管状低频带偶极子700。管状LB偶极子700具有四个管状LB偶极子臂710，这四个管状LB偶极子臂可以与已经弯曲成大体呈管状形状的LB偶极子臂310相似或相同。管状LB偶极子700的优点在于：它具有LB偶极子110的相同带宽性能，同时额外的改进在于管形状的曲率通过散射HB RF能量并且基本上不会将其再辐射回HB偶极子120而大大降低了对HB偶极子120的干扰。发生这种情况是因为任何感应的HB电流结合管状形状的曲率而分散。由于HB偶极子120和LB偶极子110之间的遮蔽和耦合大大减少，这导致HB增益模式得以改善。
在示例性实施方案中，管状LB偶极子臂710的卷轴的直径可以基本上为0.5英寸，在偶极子臂的纵向外部边缘之间具有3/32英寸的间隙。管状LB偶极子700的变化是可能的并且在本公开文本的范围内。例如，LB管状偶极子700的一种变化可以涉及更广泛的管形状直径曲率，并且因此在LB管状偶极子臂710的纵向边缘之间具有更宽的间隙。然而，减小管状结构的曲率减少了由弧形形状带来的散射益处，因此减少了对HB偶极子120的抑制干扰。减小曲率直径产生改善的性能，但是然后在偶极子臂的纵向边缘之间维持一致的间隙成了更大的挑战。在本公开文本范围内的另一个变化是使管状LB偶极子臂710形成为无间隙的管。这样可以提高性能。然而，为了制造管状LB偶极子臂710的这种变化，代替冲压和弯曲单件铝片(作为示例)，可以从铝管开始并铣出上述狭槽。管状LB偶极子710的这种变化将可能增加制造成本。
图7中图示的实施方案可以具有与以上针对LB偶极子110所公开的基本上类似的巴伦结构、偶极子杆结构和支撑基座结构。对于本领域技术人员而言如何将关于LB偶极子110的机械支撑的上述教导应用于管状LB偶极子700将是显而易见的。
图8图示了具有“锯齿状”结构的示例性LB偶极子800。像其他公开的LB偶极子一样，LB偶极子800具有四个以交叉模式布置的偶极子臂805，在它们之间具有间隙810。如上面所描述的，可以利用一对对角狭槽340将偶极子臂805安装到上面公开的基座315上。进一步，经由巴伦连接点350可以将每个偶极子臂805电耦接至其相应的杆和巴伦电路。在图8中提供了一个标尺以提供实施例尺寸。在LB偶极子800的情况下，在每个偶极子臂内的狭槽呈锯齿状模式。LB偶极子800可以由铝、黄铜、金属片或具有类似导电特性和刚性的其他导电材料形成。
如所图示的，将显而易见的是，LB偶极子800的偶极子臂805比上面公开的其他LB偶极子的偶极子臂更长且更窄。使偶极子臂805更长改善了其LB性能，并且使偶极子臂805更窄减小了对阵列面附近的HB偶极子的干扰。LB偶极子臂805的锯齿状结构提供了优于其他实施方案的经改善的隐蔽，这是由于所述结构减少了HB传输可能激发LB偶极子中的金属的途径。相对于更宽的偶极子臂，具有更窄的偶极子臂805通常会减小LB带宽。这可以通过将LB偶极子800升高到大约85mm的高度，以及通过调整偶极子杆上的巴伦电路来补偿。将理解的是，调节巴伦电路的动作在本领域中是已知的，并且不需要进一步详细描述。
尽管上面已经描述了本发明的各种实施方案，但是应该理解，它们仅以示例性而非限制的方式呈现。对于相关领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应由任何上述示例性实施方案限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (78)

1.一种多频带天线，包括：
反射板；
多个高频带偶极子，所述多个高频带偶极子被配置用于在高频带中辐射RF能量；以及
多个低频带偶极子，所述多个低频带偶极子被配置用于在低频带中辐射RF能量，
其中，所述低频带偶极子中的每一个具有四个低频带偶极子臂，每个低频带偶极子臂由单件金属形成并具有多个狭槽，其中每个狭槽周围的金属形成所述低频带偶极子臂中的电感器结构，所述电感器结构各自具有使所述电感器结构阻碍所述低频带偶极子在所述高频带中再辐射RF能量、并且使所述电感器结构能够在所述低频带中辐射RF能量的尺寸。
2.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，所述多个狭槽包括锯齿状形状。
3.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，所述多个狭槽包括：
第一狭槽子组，所述第一狭槽子组平行于对应的低频带偶极子臂的纵向轴线取向；以及
第二狭槽子组，所述第二狭槽子组正交于对应的低频带偶极子臂的纵向轴线取向。
4.根据权利要求3所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子臂由铝或黄铜的单件冲压而成。
5.根据权利要求3所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子臂具有管状形状，其中，所述管状形状作为圆柱轴线，所述圆柱轴线与所述低频带偶极子臂的纵向轴线平行。
6.根据权利要求5所述的多频带天线，其中，所述管状形状具有纵向间隙，所述纵向间隙由所述低频带偶极子臂的纵向边缘限定。
7.根据权利要求6所述的多频带天线，其中，所述管状形状具有基本上为0.5英寸的直径。
8.根据权利要求5所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子臂包括金属管，所述金属管具有平行于所述纵向轴线的圆柱轴线。
9.根据权利要求1所述的多频带天线，进一步包括无源寄生辐射器，所述无源寄生辐射器与所述多个低频带偶极子结合起作用。
10.根据权利要求9所述的多频带天线，其中，所述无源寄生辐射器为栅栏形状。
11.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子具有支撑基座，其中，每个低频带偶极子臂机械地耦接至所述支撑基座和低频带偶极子杆。
12.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线的单行。
13.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线以第一单元块配置和第二单元块配置的序列交替，其中，所述第一单元块配置具有单个低频带偶极子，而所述第二单元块配置具有两个低频带偶极子，所述两个低频带偶极子沿着方位角轴线并排布置。
14.根据权利要求3所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子臂具有基本上为3.15英寸的长度。
15.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，每个低频带偶极子臂具有基本上为1.575英寸的长度。
16.根据权利要求3所述的多频带天线，其中，所述第一狭槽子组包括四个狭槽。
17.根据权利要求16所述的多频带天线，其中，所述第一狭槽子组中的每个狭槽包括基本上为0.157英寸的宽度和基本上为0.787英寸的长度。
18.根据权利要求3所述的多频带天线，其中，所述第二狭槽子组包括六个狭槽。
19.根据权利要求18所述的多频带天线，其中，所述第二狭槽子组中的每个狭槽包括基本上为0.197英寸的宽度和基本上为0.748英寸的长度。
20.根据权利要求1所述的多频带天线，其中，所述多个低频带偶极子中的每一个包括：
竖直偶极子杆，所述竖直偶极子杆具有第一偶极子杆板和第二偶极子杆板，所述第一偶极子杆板和第二偶极子杆板中的每一个在第一侧面上具有巴伦电路且在第二侧面上具有电容器板；以及
支撑基座，
其中，所述多个低频带偶极子臂具有第一对低频带偶极子臂和第二对低频带偶极子臂，所述第一对低频带偶极子臂被配置用于以第一极化状态辐射，所述第二对低频带偶极子臂被配置用于以第二极化状态辐射，所述第二极化状态与所述第一极化状态正交，并且其中，所述第一对低频带偶极子机械地耦接至所述支撑基座和所述第一偶极子杆板两者并且电耦接至所述第一偶极子杆板，并且其中，所述第二对低频带偶极子机械地耦接至所述支撑基座和所述第二偶极子杆板两者并且电耦接至所述第二偶极子杆板。
21.根据权利要求1所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子升高到所述反射板上方3.3英寸的高度。
22.根据权利要求1所述的多频带天线，其中所述多个高频带偶极子升高到所述反射板上方0.93英寸的高度。
23.根据权利要求1所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线以第一单元块配置和第二单元块配置的序列交替，其中所述第一单元块配置具有两个并排布置的低频带偶极子，而所述第二单元块配置具有两个低频带偶极子，所述两个低频带偶极子沿着方位角轴线并排布置。
24.根据权利要求1所述的多频带天线，其中所述反射板具有沿着方位角轴线14.7英寸的长度和沿着俯仰轴线48英寸的长度。
25.根据权利要求15所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂具有3.150英寸的长度。
26.根据权利要求3所述的多频带天线，其进一步包括至少两个对角狭槽，其中每个对角狭槽具有0.630英寸的长度和0.098英寸的宽度。
27.根据权利要求1所述的多频带天线，其中低频带偶极子臂具有0.063英寸的深度。
28.根据权利要求1所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂包括长度为0.164英寸的紧固件插入狭槽。
29.根据权利要求1所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂包括长度为0.430英寸的巴伦连接点和距相邻的低频带偶极子臂的顶点0.120英寸的边缘空间。
30.根据权利要求1所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子包括高度为3.63英寸的低频带偶极子基座。
31.根据权利要求1所述的多频带天线，其中相邻的偶极子臂之间的间隙为0.056英寸。
32.根据权利要求11所述的多频带天线，其中所述支撑基座包括四支腿。
33.根据权利要求32所述的多频带天线，其中所述四支腿中每支腿的最外边缘之间的距离为3.53英寸。
34.根据权利要求1所述的多频带天线，其中每个高频带偶极子具有间隔3.54英寸的相对边缘。
35.根据权利要求1所述的多频带天线，其进一步包括直径为1.6英寸的高频带辐射器板。
36.根据权利要求7所述的多频带天线，其中所述纵向边缘之间的距离为3/32英寸。
37.根据权利要求1所述的多频带天线，其进一步包括无源寄生辐射器，所述无源寄生辐射器与所述低频带偶极子中的至少一个的RF增益模式接合，以控制方位角方向上的增益模式。
38.根据权利要求37所述的多频带天线，其中所述无源寄生辐射器为T形栅，所述T形栅升高到所述反射板上方2.717英寸。
39.根据权利要求2所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子具有85mm的高度。
40.一种多频带天线，包括：
反射板；
多个高频带偶极子，所述多个高频带偶极子被配置用于在高频带中辐射RF能量；以及
多个低频带偶极子，所述多个低频带偶极子被配置用于在低频带中辐射RF能量，
其中，所述低频带偶极子中的每一个均具有四个低频带偶极子臂，每个低频带偶极子臂由单件金属形成并且具有多个狭槽，其中每个狭槽周围的金属形成所述低频带偶极子臂中的电感器结构，其中，所述电感器结构阻碍了感应电流，所述感应电流与由所述多个高频带偶极子中的至少一个辐射的RF能量相对应。
41.根据权利要求40所述的多频带天线，其中，所述多个狭槽包括：
第一狭槽子组，所述第一狭槽子组平行于对应的低频带偶极子臂的纵向轴线取向；以及
第二狭槽子组，所述第二狭槽子组正交于对应的低频带偶极子臂的纵向轴线取向。
42.根据权利要求40所述的多频带天线，其中，所述多个狭槽包括锯齿状结构。
43.根据权利要求41所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂由铝或黄铜的单件冲压而成。
44.根据权利要求41所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂具有管状形状，其中，所述管状形状作为圆柱轴线，所述圆柱轴线与所述低频带偶极子臂的纵向轴线平行。
45.根据权利要求44所述的多频带天线，其中所述管状形状具有纵向间隙，所述纵向间隙由所述低频带偶极子臂的纵向边缘限定。
46.根据权利要求44所述的多频带天线，其中所述管状形状具有基本上为0.5英寸的直径。
47.根据权利要求44所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂包括金属管，所述金属管具有平行于所述纵向轴线的圆柱轴线。
48.根据权利要求40所述的多频带天线，进一步包括无源寄生辐射器，所述无源寄生辐射器与所述多个低频带偶极子结合起作用。
49.根据权利要求48所述的多频带天线，其中所述无源寄生辐射器为栅栏形状。
50.根据权利要求40所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子具有支撑基座，其中，每个低频带偶极子臂机械地耦接至所述支撑基座和低频带偶极子杆。
51.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线的单行。
52.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线以第一单元块配置和第二单元块配置的序列交替，其中所述第一单元块配置具有单个低频带偶极子，而所述第二单元块配置具有两个低频带偶极子，所述两个低频带偶极子沿着方位角轴线并排布置。
53.根据权利要求41所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂具有基本上为3.15英寸的长度。
54.根据权利要求53所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂具有基本上为1.575英寸的宽度。
55.根据权利要求41所述的多频带天线，其中所述第一狭槽子组包括四个狭槽。
56.根据权利要求55所述的多频带天线，其中所述第一狭槽子组中的每个狭槽包括基本上为0.157英寸的宽度和基本上为0.787英寸的长度。
57.根据权利要求41所述的多频带天线，其中所述第二狭槽子组包括六个狭槽。
58.根据权利要求57所述的多频带天线，其中第二狭槽子组中的每个狭槽包括基本上为0.197英寸的宽度和基本上为0.748英寸的长度。
59.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子中的每一个包括：
竖直偶极子杆，所述竖直偶极子杆具有第一偶极子杆板和第二偶极子杆板，所述第一偶极子杆板和第二偶极子杆板中的每一个在第一侧面上具有巴伦电路且在第二侧面上具有电容器板；以及
支撑基座，
其中，所述多个低频带偶极子臂具有第一对低频带偶极子臂和第二对低频带偶极子臂，所述第一对低频带偶极子臂被配置用于以第一极化状态辐射，所述第二对低频带偶极子臂被配置用于以第二极化状态辐射，所述第二极化状态与所述第一极化状态正交，并且其中，所述第一对低频带偶极子机械地耦接至所述支撑基座和所述第一偶极子杆板两者并且电耦接至所述第一偶极子杆板，并且其中，所述第二对低频带偶极子机械地耦接至所述支撑基座和所述第二偶极子杆板两者并且电耦接至所述第二偶极子杆板。
60.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子升高到所述反射板上方3.3英寸的高度。
61.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个高频带偶极子升高到所述反射板上方0.93英寸的高度。
62.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述多个低频带偶极子被布置成沿着俯仰轴线以第一单元块配置和第二单元块配置的序列交替，其中所述第一单元块配置具有两个并排布置的低频带偶极子，而所述第二单元块配置具有两个低频带偶极子，所述两个低频带偶极子沿着方位角轴线并排布置。
63.根据权利要求40所述的多频带天线，其中所述反射板具有沿着方位角轴线14.7英寸的长度和沿着俯仰轴线48英寸的长度。
64.根据权利要求54所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂具有6.378英寸的长度。
65.根据权利要求41所述的多频带天线，其进一步包括至少两个对角狭槽，其中每个对角狭槽具有0.630英寸的长度和0.098英寸的宽度。
66.根据权利要求40所述的多频带天线，其中低频带偶极子臂具有0.063英寸的深度。
67.根据权利要求40所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂包括长度为0.164英寸的紧固件插入狭槽。
68.根据权利要求40所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子臂包括长度为0.430英寸的巴伦连接点和距相邻的低频带偶极子臂的顶点0.120英寸的边缘空间。
69.根据权利要求40所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子包括高度为3.63英寸的低频带偶极子基座。
70.根据权利要求40所述的多频带天线，其中相邻的偶极子臂之间的间隙为0.056英寸。
71.根据权利要求50所述的多频带天线，其中所述支撑基座包括四支腿。
72.根据权利要求71所述的多频带天线，其中所述四支腿中每支腿的最外边缘之间的距离为3.53英寸。
73.根据权利要求40所述的多频带天线，其中每个高频带偶极子具有间隔3.54英寸的相对边缘。
74.根据权利要求40所述的多频带天线，其进一步包括直径为1.6英寸的高频带辐射器板。
75.根据权利要求46所述的多频带天线，其中所述纵向边缘之间的距离为3/32英寸。
76.根据权利要求40所述的多频带天线，其进一步包括无源寄生辐射器，所述无源寄生辐射器与所述低频带偶极子中的至少一个的RF增益模式接合，以控制方位角方向上的增益模式。
77.根据权利要求76所述的多频带天线，其中所述无源寄生辐射器为T形栅，所述T形栅升高到所述反射板上方2.717英寸。
78.根据权利要求42所述的多频带天线，其中每个低频带偶极子具有85mm的高度。
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