CN111819731A - 用于小型小区基站天线的紧凑多频带馈送 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基站天线，所述基站天线包括辐射元件的多个线性阵列、具有第一RF输入和第二RF输入的馈送网络，第一RF输入被配置为接收在第一频带之内的第一RF信号，第二RF输入被配置为接收在不同于第一频带的第二频带之内的第二RF信号。第一RF输入耦接到所有线性阵列，而第二RF输入仅耦接到线性阵列的第一子集，所述第一子集包括少于所有线性阵列。

Description

用于小型小区基站天线的紧凑多频带馈送
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求2018年3月5日提交的美国临时专利申请序列号62/638,325的优先权，在此通过引用将其完整内容并入本文。
技术领域
本发明涉及蜂窝通信系统，更具体而言，涉及用于小型小区蜂窝基站的基站天线。
背景技术
蜂窝通信系统是本领域中众所周知的。在典型的蜂窝通信系统中，一个地理区域被划分成称作“蜂窝”的一系列区域，每个蜂窝由基站提供服务。典型地，小区可以为在例如距基站1-20千米距离之内的用户服务，尽管在市区中典型使用更小的小区来提升容量。基站可包括基带设备、无线电设备和天线，该天线被配置成提供与位于整个小区中的固定和移动订购者(“用户”)的双向射频(“RF”)通信。在许多情况下，小区可被划分成多个“扇区”，并且单独的天线提供对每个扇区的覆盖。天线通常安装在塔架或其它升高结构上，其中，由每个天线生成的辐射束(“天线射束”)向外指向以为相应扇区提供服务。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，其中，当天线被安装使用时，辐射元件布置在一个或多个竖直列中。本文中“竖直”是指相对于由地平线限定的平面垂直的方向。
为了提升容量，蜂窝通信运营商近年来已经在部署所谓的“小型小区”蜂窝基站。小型小区基站是指一种低功率基站，可以工作于许可和/或未许可频谱中，所述频谱的范围比典型的“宏小区”基站小得多。小型小区基站可以被设计成为处于小地理区域之内(例如，在小型小区基站几十或几百米之内)的用户服务。例如，可以使用小型小区向宏小区之内的高业务量区域提供蜂窝覆盖，这样允许宏小区基站在小型小区基站附近减轻很多或全部业务量。小型小区可能在长期演进(“LTE”)蜂窝网络中在高效率使用可用频谱以合理成本使网络容量最大化方面可能特别有效。小型小区基站典型采用在方位角平面中提供全360度覆盖，在高程平面中提供适当射束宽度以覆盖小型小区的设计区域的天线。小型小区天线将被设计成在高程平面中具有小的下倾角，以减小小型小区天线的天线射束向小型小区外部的区域的外溢，还用于减小小型小区和重叠宏小区之间的干扰。小型小区基站可以工作于单个频带中或者可以是在多个蜂窝频带中支持通信的“多频带”基站。
图1A是常规小型小区基站10的示意图。如图1A中所示，基站10包括可以安装在升高结构30上的天线20。在图示的实施方案中，结构30为小型天线塔架，但将要认识到，可以使用很宽范围的安装位置，例如包括电线杆、建筑物、水塔等。天线20可以被设计成在方位角平面中对于基站天线支持的至少一些频带具有全向天线图案，这表示天线20产生的至少一个天线射束可以在方位角平面中延伸通过全360度的圆。
如图1A中进一步所示，小型小区基站10还包括基站设备，例如基站单元40和无线电设备42。图1A中示出了单个基站单元40和单个无线电设备42以简化附图，但将要认识到，可以提供超过一个基站单元40和/或无线电设备42。此外，尽管无线电设备42被示为与基站设备40共同位于天线塔架30底部，但将要认识到，在其它情况下，无线电设备42可以是安装于和天线20相邻的天线塔架30上的远程无线电头端。基站单元40可以从另一个源接收数据，另一个源例如是回程网络(未示出)，并且基站单元可以处理这一数据并向无线电设备42提供数据流。无线电设备42可以生成RF信号，RF信号包括其中编码的数据，并可以放大这些RF信号并递送到天线20，以经由电缆连接44进行传输。还应理解，图1A的基站10将典型地包括各种其他设备(未示出)，例如，电源、备份电池、电力总线、天线接口信号组(“AISG”)控制器等。
图1B是在可以由天线20生成的在方位角平面中具有全向图案的天线射束60的几幅视图的合成视图。具体而言，图1B包括天线射束60的透视三维视图(标记为“3D图案”)以及其方位角和高程图案的曲线图。方位角图案是通过三维天线射束60的中间取水平横截面生成的，高程图案是通过三维射束60的中间取竖直横截面生成的。图1B中的三维图案示出了所生成的天线射束在三个维度中的一般形状。可以看出，天线射束60在方位角平面中延伸通过全360度，天线射束60在方位角平面中所有方向上可以具有接近恒定的增益。在高程平面中，天线射束60在接近地平线的高程角处具有高增益(例如，高程角在-10°和10°之间)，但在地平线之上和之下增益剧烈下降。天线射束60于是在方位角平面中是全向的，在高程平面中是定向的。
发明内容
根据本发明的实施方案，提供了一种多频带基站天线，其包括辐射元件的第一到第四线性阵列和馈送网络。馈送网络包括被配置为接收第一到第三RF信号的第一到第三RF输入，其中，第一RF信号处于第一频带，第二和第三RF信号处于不同于第一频带的第二频带中。馈送网络具有被耦接到相应第一到第四线性阵列的辐射元件的第一到第四RF输出。馈送网络将第一RF输入耦接到第一到第四线性阵列的每个，并将第二RF输入仅耦接到第一和第三线性阵列。
在一些实施方案中，馈送网络可以包括第一双工器和第二双工器，第一双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第二RF输入，第二双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第三RF输入。在这样的实施方案中，馈送网络还可以包括电耦接在第一RF输入与第一和第二双工器之间的第一功率耦合器，电耦接在第一双工器与第一和第三线性阵列之间的第二功率耦合器，和/或电耦接在第二双工器与第二和第四线性阵列之间的第三功率耦合器。
在一些实施方案中，馈送网络可以包括耦接在第一RF输入与第一到第四线性阵列之间的衰减器。
在一些实施方案中，辐射元件的第一到第四线性阵列可以安装于相应第一到第四底板前方，底板可以被布置成使得辐射元件的第一线性阵列被定位成与辐射元件的第三线性阵列大致相对，并且辐射元件的第二线性阵列被定位成与辐射元件的第四线性阵列大致相对。在这样的实施方案中，辐射元件的第一和第三线性阵列可以被配置为生成在方位角平面中具有花生形横截面的第一天线射束，并且辐射元件的第二和第四线性阵列可以被配置为生成在方位角平面中具有花生形横截面的第二天线射束。
在一些实施方案中，多频带基站天线还可以包括安装于第一底板前方的辐射元件的第五线性阵列；以及安装于第三底板前方的辐射元件的第六线性阵列。辐射元件的第五和第六线性阵列可以被配置为在不同于第一和第二频带的第三频带中发射和接收RF信号。
在一些实施方案中，馈送网络还可以被配置为将第三RF输入仅耦接到第二和第四线性阵列。
在一些实施方案中，馈送网络可以包括比RF输出更少的RF输入。
根据本发明的其他实施方案，提供了一种基站天线，包括辐射元件的多个线性阵列、具有第一RF输入和第二RF输入的馈送网络，第一RF输入被配置为接收在第一频带之内的第一RF信号，第二RF输入被配置为接收在不同于第一频带的第二频带之内的第二RF信号。第一RF输入耦接到所有线性阵列，并且第二RF输入仅耦接到线性阵列的第一子集，所述第一子集包括少于所有线性阵列。
在一些实施方案中，馈送网络还可以包括被配置为接收第二频带之内的第三RF信号的第三RF输入。在这样的实施方案中，第三RF输入可以仅耦接到线性阵列的第二子集，所述第二子集包括少于所有线性阵列。在这样的实施方案中，线性阵列的第一子集可以不包括在线性阵列的第二子集中的任何线性阵列。
在一些实施方案中，第一RF输入和第二RF输入可以是馈送网络的多个RF输入的两个，并且馈送网络可以包括耦接到线性阵列的相应线性阵列的多个RF输出，其中，RF输出的数量大于RF输入的数量。
在一些实施方案中，多个线性阵列可以包括第一到第四线性阵列，多个线性阵列被安装成从具有矩形横截面的管状反射器的第一到第四底板向前延伸。在这样的实施方案中，第二RF输入可以仅耦接到第一和第三线性阵列，并且第三RF输入可以仅耦接到第二和第四线性阵列。第一和第三线性阵列可以指向相反方向，并且第二和第四线性阵列可以指向相反方向。此外，第一和第三线性阵列可以被配置为生成在方位角平面中具有第一花生形横截面的第一天线射束，并且第二和第四线性阵列可以被配置为生成在所述方位角平面中具有第二花生形横截面的第二天线射束。第一天线射束在方位角平面中的纵轴可以从第二天线射束在方位角平面中的纵轴旋转大约九十度。
在一些实施方案中，馈送网络可以相对于辐射元件的第三线性阵列的辐射元件异相地向辐射元件的第一线性阵列的辐射元件馈送来自第二RF输入的RF信号。
在一些实施方案中，馈送网络可以相对于辐射元件的第三线性阵列的辐射元件以大约180度的相位差的相位向辐射元件的第一线性阵列的辐射元件馈送来自第二RF输入的RF信号。在其他实施方案中，可以替代地使用0度和180度之间的相位差。
在一些实施方案中，馈送网络还可以包括第一双工器和第二双工器，第一双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第二RF输入，第二双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第三RF输入。
在这样的实施方案中，馈送网络还可以包括电耦接在第一RF输入与第一和第二双工器之间的第一功率耦合器，电耦接在第一双工器与线性阵列的第一个和第三个之间的第二功率耦合器，和/或电耦接在第二双工器与线性阵列的第二个和第四个之间的第三功率耦合器。
根据本发明的额外实施方案，提供了一种多频带基站天线，其包括辐射元件的多个线性阵列以及具有多个RF输入和多个RF输出的馈送网络，其中，RF输出的数量大于RF输入的数量，并且其中，RF输入的第一个耦接到所有线性阵列，RF输入的第二个仅耦接到线性阵列的子集。
在一些实施方案中，RF输入的第一个可以被配置为接收第一频带之内的RF信号，RF输入的第二个可以被配置为接收不同于第一频带的第二频带之内的RF信号，并且RF输入的第三个可以被配置为接收第二频带之内的RF信号。
在一些实施方案中，线性阵列可以包括第一和第三相对线性阵列以及第二和第四相对线性阵列，其中，RF输入的第二个仅耦接到第一和第三线性阵列，RF输入的第三个仅耦接到第二和第四线性阵列。
附图说明
图1A是示出常规小型小区蜂窝基站的简化示意图。
图1B提供了可以由图1A的常规小型小区基站的天线生成的天线射束的几幅视图。
图2A是高度简化示意透视图，示出了根据本发明的实施方案的透镜式基站的反射器组件和辐射元件。
图2B是图2A的基站天线的一种实施方式的透视图，其中去除了天线罩。
图2C是图2B的基站天线的示意性侧视图，其中去除了天线罩。
图2D是图2B的基站天线的示意性顶视图。
图3A-3D是可以在根据本发明的实施方案的某些基站天线中使用的多频带跨偶极子辐射元件的各种视图。
图4A是框图，示出了根据本发明的实施方案的馈送网络和一对无线电设备之间的连接。
图4B是框图，示出了图4A的馈送网络的一个示例性实施方式。
图4C是图4A的馈送网络的印刷电路板实施方式的平面图。
图4D是图4C的平面图，其中分别使用重叠虚线和实线示出了用于3.5GHz和5GHz信号的路径。
图5A和5B是针对具有图4A的馈送网络的图2A-2D的基站天线的3.5GHz和5GHz方位角图案。
图6是示出图4C的馈送网络的模拟性能的曲线图。
图7A是根据本发明的其他实施方案的馈送网络的框图。
图7B是示出根据本发明的其他实施方案的馈送网络的框图。
图8是根据本发明的其他实施方案的馈送网络的框图。
图9A和9B是根据本发明的其他实施方案的基站天线的示意性平面图和部分透视图，其中去除了其天线罩。
具体实施方式
对容量的需求持续在增大，蜂窝通信运营商正在部署在LTE许可辅助接入(LTE-LAA)模式中工作的基站。在LTE-LAA下，可以结合许可频谱使用各种未许可频带来为用户递送更高数据速率。典型利用室内和室外小型小区基站来实施LTE-LAA功能。通过在许可和未许可频带之间分布业务量，LTE-LAA释放了许可频谱中的容量，有益于那些频带上的用户，并且使用未许可频谱向其他用户提供了高数据速率通信。
可以用于LTE-LAA的两个频带是3.4-3.8GHz频带和5.15-5.925GHz频带，或者其选定部分。在这里，将把3.4-3.8GHz频带称为“3.5GHz”频带，将把5.15-5.925GHz频带称为“5GHz”频带。可以通过向常规基站添加3.5GHz无线电设备和/或5GHz无线电设备，以及通过向常规基站添加工作在3.5GHz和5GHz之一或两者中的GHz辐射元件的一个或多个线性阵列来实施LTE-LAA。不过，在其它情况下，基站天线可以被设计成仅工作于3.5GHz和5GHz频带或其选定部分中。
已经提出了在管状反射器组件上安装了辐射元件的线性阵列的基站天线。例如，2017年4月18日提交的美国临时专利申请序列号62/486,897(“申请'897”)和2017年9月29日提交的美国临时专利申请序列号62/565,284(“申请'284”)(其每者的整个内容通过引用并入本文)公开了各种小型小区基站天线，其具有管状反射器组件，在管状反射器组件的四侧的每侧上安装了辐射元件的一个或多个线性阵列。
根据本发明的实施方案，提供了用于小型小区基站的馈送网络(和相关基站天线)。馈送网络可能适合用于上文援引的申请'897和申请'284中公开的小型小区基站天线中。在一些实施方案中，小型小区基站天线可以包括安装于矩形管状反射器组件四个主面上的宽带辐射元件的四个线性阵列。宽带辐射元件可以在第一和第二频带中发射和接收信号。第一和第二频带可以彼此间隔很宽，例如3.5GHz和5GHz频带。
根据本发明的实施方案的馈送网络可以用于按不同方式向宽带辐射元件的线性阵列分布3.5GHz和5GHz信号。具体而言，可以从3.5GHz无线电设备提供第一到第四3.5GHz信号。第一和第三3.5GHz信号可以具有正交的极化。第一3.5GHz信号可以被馈送到小型小区天线的第一和第三线性阵列两者，它们安装在矩形管状反射器组件的相对主面上，以形成在方位角平面中大致具有花生形横截面的第一天线射束。第三3.5GHz信号也可以被馈送到第一和第三线性阵列两者，以生成在方位角平面中也大致具有花生形横截面的第三天线射束。第二和第四3.5GHz信号可以类似地具有正交的极化。小型小区天线的第二和第四线性阵列也可以安装在矩形管状反射器组件的相对主面上，并可以指向与第一和第三线性阵列的相应指向方向偏移约90°的方向。第二3.5GHz信号可以被馈送到第二和第四线性阵列两者以生成在方位角平面中具有大致花生形横截面的第二天线射束，第四3.5GHz信号也可以被馈送到第二和第四线性阵列两者以生成在方位角平面中具有大致花生形横截面的第四天线射束。第二和第四3.5GHz天线射束的纵轴相对于第一和第三3.5GHz天线射束旋转90°。由于小型小区天线可以生成四个大致独立的天线射束(由于天线射束是经由具有空间和极化分集的线性阵列生成的)，所以天线可以在3.5GHz下支持4×MIMO传输。
相反，从5Ghz无线电设备向小型小区天线仅提供第一和第二5GHz信号，每者都具有不同的极化。每个5GHz信号都被共同馈送到小型小区天线的全部四个线性阵列。于是，天线可以生成两个5GHz天线射束，每个处于一种正交极化。由于小型小区天线可以生成两个大致独立的5GHz天线射束，所以天线可以在5GHz支持2×MIMO传输。
根据一些实施方案，提供了基站天线，包括辐射元件的多个线性阵列、具有第一RF输入和第二RF输入的馈送网络，第一RF输入被配置为接收在第一频带之内的第一RF信号，第二RF输入被配置为接收在不同于第一频带的第二频带之内的第二RF信号。第一RF输入耦接到所有线性阵列，而第二RF输入仅耦接到线性阵列的第一子集，所述第一子集包括少于所有线性阵列。
用于这些基站天线的馈送网络还可以包括第三RF输入，第三RF输入被配置为接收在第二频带之内的第三RF信号，并且仅耦接到线性阵列的第二子集，所述第二子集包括少于所有线性阵列。线性阵列的第一子集可以不包括在线性阵列的第二子集中的任何线性阵列。在这些馈送网络中，RF输出的数量可以大于RF输入的数量。
在一些实施方案中，可以使用馈送网络为工作于第一和第二频带中的宽带辐射元件的四个线性阵列馈电，第一和第二频带例如是3.5GHz和5GHz频带。在这样的实施方案中，馈送网络可以包括用于第一频带中的RF信号的第一RF输入，以及用于第二频带中的RF信号的第二和第三RF输入。馈送网络可以包括四个输出，其每个都耦接到线性阵列的相应一个。馈送网络将第一RF输入耦接到四个线性阵列的每个，将第二RF输入仅耦接到第一和第三线性阵列，并将第三RF输入仅耦接到第二和第四线性阵列。
在这样的实施方案中，馈送网络可以包括第一双工器和第二双工器，第一双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第二RF输入，第二双工器的第一输入耦接到第一RF输入，第二输入耦接到第三RF输入。馈送网络还可以包括电耦接在第一RF输入与第一和第二双工器之间的功率耦合器，电耦接在第一双工器与第一和第三线性阵列之间的第二功率耦合器，以及电耦接在第二双工器与第二和第四线性阵列之间的第三功率耦合器。这里与术语“功率组合器”和“功率划分器”可互换地使用术语“功率耦合器”，以宽泛地涵盖可以组合沿第一方向通过设备的信号和/或可以划分沿第二方向通过设备的信号的任何功率划分器/组合器结构。
现在将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施方案。
图2A-2D为根据本发明的实施方案的透镜式基站天线100的各种视图。具体地讲，图2A是基站天线100的反射器组件和辐射元件的示意透视图，图2B是去除掉天线罩的天线100的物理实施方式的透视图，图2C是去除掉天线罩的天线100的示意性侧视图，图2D是天线100的示意性俯视图。
如图2A-2D中所示，基站天线100包括矩形管状反射器组件110，该矩形管状反射器组件上安装了辐射元件122的四个竖直取向的线性阵列120-1到120-4。反射器组件110的每个面可以包括底板112-1到112-4，可以充当反射器以及其上安装线性阵列120的辐射元件122的地平面。反射器组件110可以包括一体结构或可以具有多个部分。这里应当指出，在提供多个相像或相似元件时，可以在附图中使用两部分参考标记(例如，底板112-2)来标记它们。这里可以逐个通过其完整参考标记(例如，底板112-2)来指称此类元件，并且可以通过其参考标记的第一部分(例如，底板112)来统称它们。
每个线性阵列120都安装于底板112的相应一个上，并且在安装基站天线100使用时可以相对于地平线竖直取向。在图示的实施方案中，每个线性阵列120包括总共两个辐射元件122。不过，应当理解，在线性阵列120中可以包括其他数量的辐射元件122，包括具有三个或更多个辐射元件122的线性阵列120和仅具有单个辐射元件122的线性阵列120。可以使用任何适当的辐射元件122，例如包括偶极子、交叉偶极子和/或贴片辐射元件。辐射元件122的每个都可以是相同的。辐射元件122可以从相应底板112向前延伸。如下文更详细所述，每个辐射元件122可以包括一对偶极子辐射器，其中每对的辐射器相对于天线100的纵(竖直)轴以-45°和+45°彼此正交布置。辐射元件可以是例如3.5/5GHz辐射元件122，其被设计成在3.5GHz频带和5GHz频带中都发射和接收信号。基站天线100还可以包括天线罩160(参见图2D)，其覆盖并保护基站天线100的辐射元件122和其他部件。
基站天线100还可以包括若干图2A-2D中未示出的常规部件。例如，可以在反射器组件110之内安装多个电路元件和其他结构。这些电路元件和其他结构可以包括，例如用于一个或多个线性阵列的相移器、用于机械调节相移器的远程电子倾角(RET)致动器、一个或多个控制器、电缆连接、RF传输线等。还可以提供安装支架(未示出)用于将基站天线100安装到另一个结构，例如天线塔架或电线杆上。尽管图2A-2D中未示出，基站天线100还可以包括用于每个辐射元件222的RF透镜，如上文援引的申请'284中所述。
图3A-3D是3.5/5GHz交叉偶极子辐射元件122之一的各种视图。如图3A-3D中所示，可以使用一对印刷电路板126-1、126-2形成每个辐射元件122。印刷电路板126之一包括正向中心狭缝，而另一个印刷电路板126具有后向中心狭缝，允许将两个印刷电路板126配合在一起，以便在从前方看时形成“X”形，如图3D中最佳示出。
辐射元件122包括一对直接通过相应平衡-不平衡转换器123驱动的3.5GHz偶极子臂128-1、128-2。辐射元件122还包括位于3.5GHz偶极子臂128-1、128-2前方的5GHz偶极子臂124-1、124-2。在3.5GHz信号被输入到平衡-不平衡转换器123中时，其被直接馈送到3.5GHz偶极子128-1、128-2。在5GHz信号被输入到平衡-不平衡转换器时，能量以电磁方式耦合到5GHz寄生偶极子臂124-1、124-2，它们然后在5GHz谐振。
图4A-4D示出了可以包括在图2A-2D的基站天线100的一些实施方案中的馈送网络200。具体地讲，图4A是示出了馈送网络200和3.5GHz与5GHz无线电设备之间的连接的框图。图4B是示出了馈送网络200的一个示例性实施方式的框图。图4C是图4B的馈送网络的印刷电路板实施方式的平面图。图4D是图4C的平面图，其中分别使用重叠粗虚线和实线示出了用于3.5GHz和5GHz信号的路径。
如图4A中所示，在示例性实施方案中，可以由3.5GH z无线电设备70和5GHz无线电设备80对馈送网络200馈电。3.5GHz无线电设备70具有四个端口72-1到72-4，而5GHz无线电设备80具有两个端口82-1和82-2。发射和接收信道的双工是在无线电设备72、82内部执行的，因此无线电设备70、80上的每个端口72、82都可以通过发射和接收的RF信号。端口72、82的每个可以包括标准连接器端口，诸如7/16DIN连接器端口、mini-DIN连接器端口或4.3/10连接器端口。无线电端口72-1、72-2可以是具有第一极化的3.5GHz端口，无线电端口72-3、72-4可以是具有第二极化的3.5GHz端口。无线电端口82-1可以是具有第一极化的5GHz端口，无线电端口82-2可以是具有第二极化的5GHz端口。
如图4A中进一步所示，馈送网络200可以具有总共六个输入210-1到210-4和220-1和220-2。输入210-1到210-4可以经由同轴电缆74分别连接到无线电端口72-1到72-4，输入220-1和220-2可以经由同轴电缆84分别连接到无线电端口82-1和82-2。馈送网络200可以包括总共八个输出250-1到250-8。输出250-1和250-5耦接到线性阵列120-1，输出250-2和250-6耦接到线性阵列120-3，输出250-3和250-7耦接到线性阵列120-2，输出250-4和250-8耦接到线性阵列120-4。尽管端口210-1到210-4和220-1、220-2被称为“输入”，端口250-1到250-8被称为“输出”(这描述了天线100正在发射RF信号时的情况)，但将要认识到，在天线100正在接收RF信号时，由于RF信号的行进方向反转，端口250-1到250-8将作为“输入”而工作，端口210-1到210-4和220-1、220-2将作为“输出”工作。
接下来参考图4B，更详细地例示了馈送网络200的示例性实施方案的结构。输入210-1、210-2分别从无线电端口72-1、72-2接收具有第一极化的3.5GHz RF信号，输入端口210-3、210-4分别从无线电端口72-3、72-4接收具有第二极化的3.5GHz RF信号。输入端口220-1从无线电端口82-1接收具有第一极化的5GHz RF信号，输入端口220-2从无线电端口82-2接收具有第二极化的5GHz RF信号。
如上所述，线性阵列120的每个辐射元件122包括一对3.5GHz偶极子辐射器，它们相对于天线100的纵(竖直)轴以-45°和+45°角彼此正交布置。在无线电设备70上提供四个端口72允许无线电设备70以两个不同(正交)的极化向基站天线100的线性阵列120的两个不同子集馈送信号。每个辐射元件122也包括一对5GHz偶极子辐射器，它们相对于天线100的纵(竖直)轴以-45°和+45°角彼此正交布置。在5GHz无线电设备80上提供两个端口82允许无线电设备80以两个不同(正交)的极化向基站天线100的全部四个线性阵列120馈送信号。由于基站天线100具有倾斜-45°/+45°交叉偶极子辐射元件122，这里将把两个极化称为-45°和+45°极化。
如图4B所示，3.5GHz输入210-1、210-2可以连接到第一和第二双工器230-1、230-2的第一输入。5GHz输入220-1连接到第一功率耦合器240-1的输入。第一功率耦合器240-1可以是任何常规功率耦合器，包括例如，Wilkinson功率耦合器。在一些实施方案中，第一功率耦合器240-1可以将供应给它的5GHz信号均等地划分。第一功率耦合器240-1的输出可以分别连接到第一和第二双工器230-1、230-2的第二输入。第一和第二双工器230-1、230-2各自都可以接收3.5GHz信号和5GHz信号，并组合这些信号，且将组合信号输出到相应的第二和第三功率耦合器240-2、240-3。在一些实施方案中，第二和第三功率耦合器240-2、240-3可以将供应给它的3.5/5GHz信号均等地划分。第二功率耦合器240-2的输出可以被分别供应到线性阵列120-1、120-3，第三功率耦合器240-3的输出可以分别被供应到线性阵列120-2、120-4。
输入端口210-1和210-2将通过3.5GHz能量，并将拒绝5GHz能量，而输入端口220-1将通过5GHz能量且拒绝3.5GHz能量。于是，在输入端口210-1处注入的所有3.5GHz能量将通过而到达功率耦合器240-2，而在输入端口210-2处注入的所有3.5GHz能量将通过而到达功率耦合器240-3。功率耦合器240-2将在线性阵列120-1、120-3之间均匀地划分通过而到达其的3.5GHz能量，以生成在方位角平面中具有花生形横截面的第一天线图案，功率耦合器240-3将在线性阵列120-2、120-4之间均匀地划分通过而到达其的3.5GHz能量，以生成在方位角平面中具有花生形横截面的第二天线图案。分别由于双工器230-1、230-2的工作，从输入端口210-1、210-2通过分别到达功率耦合器240-2和240-3的3.5GHz能量被拒绝，无法向后通向功率耦合器240-1。
类似地，3.5GHz输入端口210-3、210-4可以分别连接到第三和第四双工器230-3、230-4的第一输入。5GHz输入220-2连接到第四功率耦合器240-4的输入。在一些实施方案中，第四功率耦合器240-4可以将供应给它的5GHz信号均等地划分。第四功率耦合器240-4的输出可以连接到第三和第四双工器230-3、230-4的第二输入。第三和第四双工器230-3、230-4各自均可以接收3.5GHz信号和5GHz信号，并组合这些信号，且将组合信号输出到相应的第五和第六功率耦合器240-5、240-6。在一些实施方案中，第五和第六功率耦合器240-5、240-6可以将供应给它的组合的3.5/5GHz信号均等地划分。第五功率耦合器240-5的输出可以被分别供应到线性阵列120-1、120-3，第六功率耦合器240-6的输出可以分别被供应到线性阵列120-2、120-4。
输入端口210-3和210-4将通过3.5GHz能量，并将拒绝5GHz能量，而输入220-2将通过5GHz能量且拒绝3.5GHz能量。于是，在输入端口210-3处注入的所有3.5GHz能量将通过而到达功率耦合器240-5，而在输入端口210-4处注入的所有3.5GHz能量将通过而到达功率耦合器240-6。功率耦合器240-5将在线性阵列120-1、120-3之间均匀地划分通过而到达其的3.5GHz能量，以生成在方位角平面中具有花生形横截面的第三天线图案，功率耦合器240-6将在线性阵列120-2、120-4之间均匀地划分通过而到达其的3.5GHz能量，以生成在方位角平面中具有花生形横截面的第四天线图案。分别由于双工器230-3、230-4的工作，从输入端口210-3、210-4通过分别到达功率耦合器240-5和240-6的3.5GHz能量被拒绝，无法向后通向功率耦合器240-4。
于是，馈送网络200从无线电端口72-1向基站天线100的线性阵列120-1和120-3馈送具有-45°极化的第一3.5GHz信号。类似地，从无线电端口72-2向基站天线100的线性阵列120-2和120-4馈送具有-45°极化的第二3.5GHz信号。
图5A是天线100响应于第一和第二3.5GHz信号生成的第一和第二天线射束260-1、260-2的模拟方位角图案的曲线图。如图5A中所示，每个天线射束260-1、260-2具有大致为花生形的图案。这里，“大致为花生形图案”是指通过方位角平面具有大致两瓣横截面的天线图案，其中，两瓣沿相反方向从天线延伸开。由于线性阵列120-1和120-3分别相对于线性阵列120-2和120-4旋转了90°，所以天线射束260-1相对于天线射束260-2旋转90°。两个天线射束260-1、260-2一起可以在方位角平面中提供大致全向覆盖。由于无线电设备70还包括发射具有+45°极化的3.5GHz信号的第三和第四端口72-3和72-4，天线100还可以生成两个额外的具有+45°极化的3.5GHz射束，将与上文参考图5A所述的天线射束260-1、260-2相同。于是，天线100可以生成总共四个3.5GHz天线射束。
5GHz信号被以不同方式馈送到线性阵列120。具体而言，具有-45°极化的第一5GHz信号从无线电端口82-1被馈送到全部四个线性阵列120-1到120-4，具有+45°极化的第二5GHz信号类似地从无线电端口82-2被馈送到全部四个线性阵列120-1到120-4。具体而言，如上所述，输入端口220-1将通过5GHz能量并拒绝3.5GHz能量。于是，在输入端口220-1处注入的所有5GHz能量将通过而到达功率耦合器240-1，功率耦合器将把通过而到达其的5GHz能量均匀划分并通过而使其到达双工器230-1、230-2。5GHz能量从双工器230-1通过而到达功率耦合器240-2并从双工器230-2通过而到达功率耦合器240-3，并且分别由于双工器230-1、230-2的工作，5GHz能量将不会沿着外部路径朝向输入端口210-1和210-2流动。功率耦合器240-2将在线性阵列120-1、120-3之间均匀地划分5GHz能量，并且功率耦合器240-3将在线性阵列120-2、120-4之间均匀地划分5GHz能量。由于从每个线性阵列120发射的5GHz辐射来自单个输入，因此所得的天线射束在方位角平面中可能具有大致全向横截面。在输入端口220-2处注入的5GHz能量被以相同方式通过而经功率耦合器240-4、240-5、240-6和双工器230-3、230-4到达第四线性阵列120，因此这里将省略其详细描述。
图5B是天线100响应于第一5GHz信号生成的天线射束270的模拟方位角图案的曲线图。如图5B中所示，天线射束270在方位角平面中具有大致全向的横截面。具有+45°极化的第二5GHz信号将以上述相同方式工作，并将产生与天线射束270相同的天线射束。
应当理解，每个线性阵列120可以包括功率耦合器，功率耦合器将从馈送网络200供应给它的RF信号划分(对于沿发射方向流动的信号而言)成第一和第二子分量，子分量被供应到线性阵列120的相应第一和第二辐射元件122。这种功率划分可以是均等或不均等的。在一些实施方案中，每个被划分信号的子分量可以以相同的相位延迟被馈送到线性阵列120的辐射元件122，而在其他实施方案中，可以向馈送到每个线性阵列120的两个辐射元件122的信号应用相位锥形器(phase taper)，以便影响对天线射束的高程图案造成的电子下倾角。应当指出，如果应用这样的下倾角，对于3.5GHz和5GHz信号而言下倾角的度数将是不同的，因为固定长度的延迟线将导致在3.5GHz和5GHz处不同量的下倾角。
随着各种第四代(“4G”)和第五代(“5G”)蜂窝技术的引入，基站正在采用具有多输入多输出(“MIMO”)能力的天线。MIMO是指这样的技术：信号通过无线电设备的多个端口被输出，并通过多个不同的天线阵列(或子阵列)被发射，天线阵列例如彼此在空间上分隔开和/或处于正交极化。由于天线阵列之间的空间分隔以及在正交极化下典型经历的不同信道条件，来自无线电设备的每个端口的信号可以通过具有不同特性的信道传输。使用MIMO传输技术可以帮助克服多路径衰落、发射信号从建筑物反射等不利效应，以提供增强的传输质量和容量。小型小区基站常常在高密度市区环境中实施。这些环境可能具有众多的建筑物，这使得这些环境天然适用于使用MIMO传输技术。MIMO典型用于4G和5G应用中，因为尽管更昂贵，但增加的容量通常会补偿增加的成本。如果可以降低具有MIMO能力的基站天线的成本，那么可以进一步增大使用MIMO传输技术在网络容量方面作为金融花费的函数的益处。小型小区基站天线100可以生成四个不同的3.5GHz天线射束260(在两种正交极化的每种有两个天线射束)，因此可以用于实施4×MIMO。小型小区基站天线100可以生成两个不同的5GHz天线射束270(在两种正交极化的每种有一个天线射束)，因此可以用于实施2×MIMO能力。
图4C是图4B的馈送网络200的印刷电路板实施方式的平面图。如图4C中所示，馈送网络200可以实现于印刷电路板302中。印刷电路板302可以包括，例如微带印刷电路板，其包括电介质基板306，电介质基板在其顶侧具有金属图案304，在其底侧具有金属地平面层(图4C的平面图中不可见)。
如图4C中所示，3.5GHz输入端口210-1到210-4和5GHz输入端口220-1、220-2均可以被实现为金属图案304中的金属焊盘。5GHz输入端口220-1连接到第一功率耦合器240-1的输入。双工器230-1到230-4可以实现于金属图案304中。在图4C中在虚线框之内示出了双工器230。对于沿发射方向流动的RF信号，每个双工器230组合在输入210处接收的3.5GHzRF信号和从第一功率耦合器240-1的输出接收的5GHz信号的子分量。对于沿接收方向流动的RF信号，每个双工器230基于频率划分组合的3.5/5GHz RF信号，以将3.5GHz分量路由到“输入”210，并将其5GHz分量路由到功率耦合器240-1。
第二功率耦合器240-2耦接到第一双工器230-1的输出，第三功率耦合器240-3耦接到第二双工器230-2的输出。使用已知的技术将每个功率耦合器240实现为印刷电路板功率耦合器。在图4C中在虚线框之内示出了功率耦合器240。第二和第三功率耦合器240-2、240-3的每个输出耦接到辐射元件122的线性阵列120的相应一个。如上所述，每个线性阵列120可以包括关联的功率耦合器(图4B或4C中未示出)，对于沿发射方向通过的信号，功率耦合器将在线性阵列120处接收的组合RF信号划分成子分量并将相应的子分量馈送到线性阵列120的每个辐射元件122。这种功率耦合器常常实现于线性阵列120的馈送板印刷电路板上，因此这里称为“馈送板功率耦合器”。由于天线100包括交叉偶极子辐射元件122，所以馈送板功率耦合器的输出被耦接到每个辐射元件的偶极子臂之一(例如，-45°臂)。如上文参考图3A-3D所述，在此，3.5GHz偶极子臂124直接由馈送网络馈送信号，5GHz信号通过寄生方式耦接到5GHz偶极子臂128。
以上描述解释了图4C的馈送网络200的左半部的操作，左半部用于为每个辐射元件122的-45°偶极子臂124-1、128-1馈送信号。图4C的馈送网络200的右半部可以与左半部相同，只是右半部用于为每个辐射元件122的+45°偶极子臂124-2、128-2馈送信号。因此，这里将省略其进一步描述。
根据本发明的实施方案的馈送网络可以将来自两个无线电设备的功率分布到宽带辐射元件的四个线性阵列，其中，以不同方式分布来自两个无线电设备的功率。具体而言，可以由根据本发明的实施方案的馈送网络将来自第一无线电设备的功率进行分布以生成两对“正交”的大致花生形天线图案，而可以由这些馈送网络对来自第二无线电设备的功率进行分布以生成一对准全向天线图案。馈送网络对于每种极化可以具有三个输入和四个输出。馈送网络可以包括多个双工器，双工器组合发射路径上来自两个无线电设备的信号，以将两个信号都馈送到辐射元件，并且在接收路径上基于频率划分信号，从而将接收的信号路由到适当无线电设备。
图6是示出图4C的馈送网络200的模拟性能的曲线图。在图6中，曲线500代表端口220-1处响应于端口220-1的信号输入的功率输出。如图所示，在端口220-1处注入的3.3-3.9GHz范围中信号的几乎全部功率都被反射回来，而在5GHz频带中，信号通过端口220-1而几乎没有反射。同样，曲线510-1、510-2分别代表响应于端口210-1、210-2的信号输入端口210-1和210-2处的功率输出。如图所示，在端口210-1或210-2处注入的5.0-6.0GHz范围中信号的几乎全部功率都被反射回来，而在3.3-3.9GHz频带中，信号通过端口210-1和210-2而几乎没有反射。
曲线520-1和520-2分别示出了针对端口210-1处的信号输入，端口250-1和250-2处的功率输出，而曲线520-3和520-4分别示出了针对端口210-2处的信号输入，端口250-3和250-4处的功率输出。如图所示，对于3.3-3.9GHz范围中的信号，信号输出与输入信号相比恰好有超过3dB的下降，这反映出功率划分，而在整个5GHz频率范围中都提供了高水平的拒绝。类似地，曲线530-1到530-4分别示出了针对端口220-1的信号输入，端口250-1和250-2处的功率输出。如图所示，对于5.0-6.0GHz范围中的信号，信号输出与输入信号相比恰好有超过6dB的下降，这反映出四路功率划分，而在整个3.5GHz频率范围中都提供了高水平的拒绝。
如前述申请'897中所述，在一些实施方案中可以相对于3.5GHz信号使用异相馈送技术，以提供改进的性能。如上所述，对于每种极化，第一3.5GHz信号被馈送到线性阵列120-1和120-3，第二3.5GHz信号被馈送到线性阵列120-2和120-4。在使用异相馈送技术时，使供应到线性阵列120-1的第一3.5GHz信号的子分量的相位不同于供应到线性阵列120-3的第一3.5GHz信号的子分量的相位，并使供应到线性阵列120-2的第二3.5GHz信号的子分量的相位不同于供应到线性阵列120-4的第二3.5GHz信号的子分量的相位。
可以通过在通往两个相对线性阵列120之一的RF传输路径上包括一个或多个延迟线或其他延迟元件，来完成两个相对线性阵列120的异相馈送。这样的延迟线可以相对于相对线性阵列120的第二个增大通往相对线性阵列120的第一个的RF传输路径的长度，导致到达第一线性阵列120的辐射元件122的RF信号的子分量相位不同于到达第二线性阵列120的辐射元件122的RF信号的子分量的相位。对线性阵列120-1、120-3(以及线性阵列120-2、120-4)进行这样的异相馈送可能导致方位角平面中更宽的双向天线图案，其形状可以比对线性阵列120-1、120-3(和线性阵列120-2、120-4)的辐射元件122进行同相馈送时获得的天线图案更接近全向图案。
在一些实施方案中，可以对线性阵列120-1、120-3；120-2、120-4的相对对进行“反相”馈送，其中，被馈送到线性阵列120-1的辐射元件122的RF信号的子分量相位相对于被馈送到线性阵列120-3的相应辐射元件122的RF信号的子分量相差大约180度，并且其中，被馈送到线性阵列120-2的辐射元件122的RF信号的子分量相位相对于被馈送到线性阵列120-4的相应辐射元件122的RF信号的子分量相差大约180度。不过，应当理解，反相馈送(即，相位差为180度)仅仅是一个示例性实施方案。在其他实施方案中，可以对相对线性阵列120进行异相馈送，其中RF信号的子分量相差135度和225度之间任何地方的度数。应当理解，异相馈送是独立的，不同于施加到被馈送到个体辐射元件122(或辐射元件的子阵列)的信号以便向天线射束施加电气下倾角的任何相移不同。
上述小型小区基站天线具有均包括两个辐射元件的线性阵列。在其他实施方案中，可以使用不同数量的辐射元件，例如，每个线性阵列一个辐射元件或三个或四个辐射元件。在5GHz频带是受支持频带之一时，政府规范可以对天线在5GHz频带中的最大增益做出限制。例如，FCC颁布的指南对UNII-1(5.15-5.25GHz)频带中的无线通信施加了限制，以减小或防止干扰工作在类似频率范围中的卫星通信。具体而言，对于地平线上方大于30°的所有高程角，有效各向同性辐射功率(“EIRP”)必须要小于或等于125mW。对于被设计成向天线阵列供应最大功率为0.5瓦(对于两个端口而言)的信号加以传输的系统，这对应于以下两个具体限制：
1.阵列的增益<6dBi；并且
2.在地平线以上以30度或更大角度辐射的给定线性极化的所有相干能量必须要被抑制阵列增益+6dB。
为了确保阵列增益不超过6dBi，必须要降低供应到馈送网络的5GHz信号的电平。通过每个线性阵列包括两个或更少的辐射元件，可以满足这一最大增益要求。不过，将要认识到，可能希望有超过两个辐射元件，以在3.5Ghz处增大增益，和/或在5GHz和3.5GHz两处都缩窄高程图案。在这样的实施方案中，可以沿着5GHz传输路径在馈送网络中包括衰减器。图7A是根据本发明的实施方案的馈送网络400的类似于图4B的框图，该馈送网络包括每个线性阵列120’三个辐射元件122，其中沿相应的5GHz传输路径提供衰减器222。由于图7A与图4B相同，只是在每个线性阵列120’中包括了衰减器222和额外的辐射元件122，所以这里将省去其进一步描述。实现衰减器的一种方式是使用功率分配器抽取RF信号的一部分以降低输入到馈送网络的RF信号的电平，从而将增益保持低于6dBi。图7B是示出了馈送网络400’的框图，其中，使用这样的功率分配器和电阻式终结来实现图7A的衰减器222。
如图7B中所示，在馈送网络400’中，馈送网络400(参见图7A)的每个衰减器222被实现为功率分配器223和电阻式终结224。功率分配器223定位于每个5GHz输入端口220-1、220-2和相应的功率耦合器240-1、240-2之间。功率分配器223-1、223-2均可以被实现为常规的微带功率分配器，例如，T形功率分配器。每个功率分配器223的输入都耦接到RF输入端口220的相应一个，每个功率分配器223的第一输出都耦接到功率耦合器240的相应一个的输入端口。每个功率分配器223的第二输出端口都耦接到终结，例如电阻器224。可以设置耦接到相应电阻器224的功率的量以确保将5Ghz信号的总增益保持低于6dBi。
从以上论述可以清楚，根据本发明的实施方案的馈送网络可以(1)将第一RF输入耦接到基站天线的所有线性阵列，同时(2)将第二RF输入仅耦接到基站天线的线性阵列的子集。因此，馈送网络可以具有比其RF输入更多的RF输出。参考图8示出了根据本发明某些实施方案的馈送网络的这个方面，图8是根据本发明其他实施方案的馈送网络600的框图。
如图8所示，多频带基站天线600包括辐射元件622的多个线性阵列620-1到620-4以及馈送网络630。馈送网络具有第一和第二RF输入640-1、640-2以及第一到第四RF输出650-1到650-4。RF输入640-1可以是例如连接到5GHz无线电设备的端口的5GHz RF输入，RF输入640-2可以是例如连接到3.5GHz无线电设备的端口的3.5GHz RF输入。RF输出650-1到650-4可以分别耦接到线性阵列620-1到620-4。RF输入640-1可以耦接到所有线性阵列620-1到620-4，而RF输入640-2可以仅耦接到线性阵列620-1到620-4的子集(这里为线性阵列620-2和620-4)。在图8中，使用实线示出了RF输入640-1和RF输出端口650-1到650-4之间的连接，而使用虚线示出了RF输入640-2和RF输出650-2和650-4之间的连接，以突出显示不同的连接。
在其他实施方案中，小型小区天线可以包括额外的线性阵列，例如，在696-960MHz频带的全部或部分中发射和接收信号的线性阵列和/或在1.7-2.7GHz频带的全部或部分中发射和接收信号的线性阵列。在小型小区天线被设计成工作于这样的额外频带中时，可以为每个额外频带提供四个线性阵列(即，矩形管状反射器组件的每侧上一个)，或者可以仅提供两个安装在矩形管状反射器组件相对面上的线性阵列。上述'897申请公开了若干包括此类额外线性阵列的小型小区天线设计。可以修改这些天线设计的任何一种以包括如上所述的3.5/5GHz宽带辐射元件的线性阵列，连同根据本发明的实施方案的馈送网络。
图9A和9B是根据本发明另外实施方案的基站天线的示意性平面图和部分透视图(其中去除了其天线罩)，示出了在基站天线中提供额外的线性阵列。如图9A-9B所示，基站天线700可以包括上部，该上部具有3.5/5GHz辐射元件122的四个线性阵列120。基站天线700的上部可以与上述基站天线100相同，因此将省去其进一步描述。基站天线700还包括辐射元件722的四个额外线性阵列720-1到720-4。每个线性阵列720都安装在线性阵列120的相应一个下方。在图示的实施方案中，每个线性阵列720都包括六个辐射元件，辐射元件被配置为在1.7-2.7GHz频带中发射和接收信号。可以提供独立的馈送网络(未示出)，将辐射元件722连接到工作于1.7-2.7GHz频带中的无线电设备的端口。
将认识到可以对根据本发明的实施方案的小型小区基站天线和馈送网络进行很多修改。例如，尽管主要结合在3.5GHz和5GHz频带中的一些或全部中发射和接收信号的天线描述了以上实施方案，但将要认识到，在其他实施方案中，天线可以在不同频带中发射和接收信号，并且可以相应修改双工器和辐射元件以支持在这种不同频带中的通信。
作为另一个示例，尽管上文描述的馈送网络被设计成向具有双极化辐射元件的天线馈送信号，但将要认识到，在其他实施方案中，可以省去每个馈送网络的一半，并且可以将馈送网络用于具有单极化辐射元件的天线。
作为又一示例，在具有水平横截面为矩形的管状反射器组件的基站天线中实施本发明的以上实施方案。在其他实施方案中，管状反射器可以具有其他形状的水平横截面，例如三角形或六边形横截面。在其他实施方案中，天线可以替代地为面板天线，其中，所有线性阵列安装在公共反射器上，并具有指向相同方向的辐射元件。
上面已参考附图描述了本发明。本发明不限于图示的实施方案；相反，这些实施方案旨在向本领域技术人员完整和完全公开本发明。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。一些元件的厚度和尺寸可能不成比例。
为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”、“顶部”、“底部”等，以描述如图所示的一个元件或特征与另外的一个或多个元件或特征的关系。应当理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征“之下”或“下方”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两者的取向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或其他取向)，并据此解释本文使用的空间相对描述语。
为了简洁和/或清楚起见，可能不详细描述众所周知的功能或构造。如本文所使用的，表述“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。
上述任何实施方案的特征和元件可以被并入其他实施方案中以提供额外的实施方案。
将理解尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各个元件，但这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，第一元件可称作第二元件，并且类似地，第二元件可称作第一元件。

Claims (29)

1.一种多频带基站天线，包括：
辐射元件的第一线性阵列；
辐射元件的第二线性阵列；
辐射元件的第三线性阵列；
辐射元件的第四线性阵列；
馈送网络，所述馈送网络具有：
被配置为接收第一频带之内的第一RF信号的第一射频(“RF”)输入；
被配置为接收不同于所述第一频带的第二频带之内的第二RF信号的第二RF输入；
被配置为接收所述第二频带之内的第三RF信号的第三RF输入；
耦接到所述第一线性阵列的所述辐射元件的第一RF输出
耦接到所述第二线性阵列的所述辐射元件的第二RF输出
耦接到所述第三线性阵列的所述辐射元件的第三RF输出
耦接到所述第四线性阵列的所述辐射元件的第四RF输出，
其中，所述馈送网络将所述第一RF输入耦接到第一到第四线性阵列的每个，并且将所述第二RF输入仅耦接到第一和第三线性阵列。
2.根据权利要求1所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络包括：
第一双工器，所述第一双工器具有耦接到所述第一RF输入的第一输入和耦接到所述第二RF输入的第二输入；以及
第二双工器，所述第二双工器具有耦接到所述第一RF输入的第一输入和耦接到所述第三RF输入的第二输入。
3.根据权利要求2所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络还包括第一功率耦合器，所述第一功率耦合器电耦接在所述第一RF输入与第一和第二双工器之间。
4.根据权利要求3所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络还包括电耦接在所述第一双工器与第一和第三线性阵列之间的第二功率耦合器，以及电耦接在所述第二双工器与第二和第四线性阵列之间的第三功率耦合器。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络包括耦接在所述第一RF输入与第一到第四线性阵列之间的衰减器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的多频带基站天线，其中，辐射元件的所述第一线性阵列安装于第一底板的前方，辐射元件的所述第二线性阵列安装于第二底板的前方，辐射元件的所述第三线性阵列安装于第三底板的前方，辐射元件的所述第四线性阵列安装于第四底板的前方，并且其中，辐射元件的所述第一线性阵列被定位成与辐射元件的所述第三线性阵列大致相对，并且辐射元件的所述第二线性阵列被定位成与辐射元件的所述第四线性阵列大致相对。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的多频带基站天线，其中，辐射元件的第一和第三线性阵列被配置为生成在所述方位角平面中具有花生形横截面的第一天线射束，并且辐射元件的第二和第四线性阵列被配置为生成在所述方位角平面中具有花生形横截面的第二天线射束。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的多频带基站天线，还包括：
安装于所述第一底板前方的辐射元件的第五线性阵列；以及
安装于所述第三底板前方的辐射元件的第六线性阵列；
其中，辐射元件的第五和第六线性阵列被配置为在不同于第一和第二频带的第三频带中发射和接收RF信号。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络还被配置为将所述第三RF输入仅耦接到第二和第四线性阵列。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的多频带基站天线，其中，所述馈送网络包括比RF输出更少的RF输入。
11.一种基站天线，包括：
辐射元件的多个线性阵列；以及
具有第一射频(RF)输入和第二RF输入的馈送网络，所述第一RF输入被配置为接收在第一频带之内的第一RF信号，所述第二RF输入被配置为接收在不同于所述第一频带的第二频带之内的第二RF信号；
其中，所述第一RF输入耦接到所有所述线性阵列，并且所述第二RF输入仅耦接到所述线性阵列的第一子集，所述第一子集包括少于所有所述线性阵列。
12.根据权利要求11所述的基站天线，其中，所述馈送网络还包括第三RF输入，所述第三RF输入被配置为接收在所述第二频带之内的第三RF信号，并且其中，所述第三RF输入仅耦接到所述线性阵列的第二子集，所述第二子集包括少于所有所述线性阵列。
13.根据权利要求12所述的基站天线，其中，所述线性阵列的所述第一子集不包括在所述线性阵列的所述第二子集中的任何线性阵列。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的基站天线，其中，所述第一RF输入和所述第二RF输入是所述馈送网络的多个RF输入的两个，并且其中，所述馈送网络包括耦接到所述线性阵列的相应线性阵列的多个RF输出，其中，RF输出的数量大于RF输入的数量。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的基站天线，其中，所述多个线性阵列包括第一到第四线性阵列，所述第一到第四线性阵列被安装成从具有矩形横截面的管状反射器的第一到第四底板向前延伸。
16.根据权利要求15所述的基站天线，其中，所述第二RF输入仅耦接到第一和第三线性阵列，并且所述第三RF输入仅耦接到第二和第四线性阵列。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的基站天线，其中，第一和第三线性阵列指向相反方向，并且第二和第四线性阵列指向相反方向。
18.根据权利要求17所述的基站天线，其中，第一和第三线性阵列被配置为生成在方位角平面中具有第一花生形横截面的第一天线射束，并且第二和第四线性阵列被配置为生成在所述方位角平面中具有第二花生形横截面的第二天线射束。
19.根据权利要求18所述的基站天线，其中，所述第一天线射束在所述方位角平面中的纵轴从所述第二天线射束在所述方位角平面中的纵轴旋转大约九十度。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的基站天线，其中，所述馈送网络相对于辐射元件的所述第三线性阵列的辐射元件异相地向辐射元件的所述第一线性阵列的辐射元件馈送来自所述第二RF输入的RF信号。
21.根据权利要求15-20中任一项所述的基站天线，其中，所述馈送网络相对于辐射元件的所述第三线性阵列的辐射元件，以大约180度相位差的相位向辐射元件的所述第一线性阵列的辐射元件馈送来自所述第二RF输入的RF信号。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的基站天线，其中，所述馈送网络还包括：
第一双工器，所述第一双工器具有耦接到所述第一RF输入的第一输入和耦接到所述第二RF输入的第二输入；以及
第二双工器，所述第二双工器具有耦接到所述第一RF输入的第一输入和耦接到所述第三RF输入的第二输入。
23.根据权利要求22所述的基站天线，其中，所述馈送网络还包括第一功率耦合器，所述第一功率耦合器电耦接在所述第一RF输入与第一和第二双工器之间。
24.根据权利要求23所述的基站天线，其中，所述馈送网络还包括电耦接在所述第一双工器与所述多个线性阵列的第一线性阵列和第三线性阵列之间的第二功率耦合器，以及电耦接在所述第二双工器与所述多个线性阵列的第二线性阵列和第四线性阵列之间的第三功率耦合器。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的基站天线，其中，所述第一线性阵列被定位成与所述第三线性阵列大致相对，并且所述第二线性阵列被定位成与所述第四线性阵列大致相对。
26.根据权利要求11-25中任一项所述的基站天线，其中，所述馈送网络包括耦接在所述第一RF输入与所述多个线性阵列之间的衰减器。
27.一种多频带基站天线，包括：
辐射元件的多个线性阵列；以及
具有多个射频(RF)输入和多个RF输出的馈送网络，
其中，RF输出的数量大于RF输入的数量，并且
其中，所述RF输入的第一个耦接到所有所述线性阵列，并且所述RF输入的第二个仅耦接到所述线性阵列的子集。
28.根据权利要求27所述的多频带基站天线，其中，所述RF输入的所述第一个被配置为接收第一频带之内的RF信号，并且所述RF输入的所述第二个被配置为接收不同于所述第一频带的第二频带之内的RF信号，并且所述RF输入的第三个被配置为接收所述第二频带之内的RF信号。
29.根据权利要求27-28中任一项所述的多频带基站天线，其中，所述线性阵列包括第一和第三相对线性阵列以及第二和第四相对线性阵列，并且其中，所述RF输入的所述第二个仅耦接到所述第一和第三线性阵列，并且所述RF输入的所述第三个仅耦接到所述第二和第四线性阵列。
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