CN112335120B

CN112335120B - 多频带天线结构

Info

Publication number: CN112335120B
Application number: CN201880095134.2A
Authority: CN
Inventors: J·普莱特; Z·沙拉比; T·朱利安; J-P·阿雷尔
Original assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: US11682838B2; WO2020005299A1; US20210265731A1; CN112335120A; EP3794675B1; EP3794675A1

Abstract

一种具有开放的矩形盒形状的多频带天线结构可以被布置为针对其所有辐射元件提供相同的电长度，尽管多频带天线的各部分的物理尺寸可能不相同。有利地，这样的多频带天线可以与5G天线阵列交错，该5G天线阵列在5G天线之间具有不相等的间隔或者在行和列中的至少一者之间具有偏移。这可以通过以下来实现：将介电材料包含在至少一个辐射元件中，形成具有蜿蜒形状的辐射元件，使辐射元件遵循双急转弯，包含5G阵列的反射器，或者采用电容性耦合。

Description

多频带天线结构

技术领域

本公开涉及天线，并且更特别地，涉及添加一种新型天线阵列以被用于使用空间来提供无线服务，该空间已经由已有的天线阵列用于提供不同的无线服务。

背景技术

获得新场地来放置对于提供无线服务是必要的天线，在大多数密集的城市区域已经变得几乎不可能，尤其是对于需要新型天线的无线服务。此外，支持新频带的新天线的添加可能导致与场地所有者的非常漫长、痛苦和昂贵的谈判。作为结果，有源天线系统(AAS)的部署，即所谓的“第五代(5G)”无线服务的关键使能因素，将可能是对移动网络运营者的主要挑战。鉴于前述，可取的是找到将新天线添加到已经拥挤的场地(尤其是屋顶)的方式。

发明内容

在我们的同时提交的相关专利申请序列号(案号NC105605，其通过引用并入本文)中，认识到根据被参考的本公开的原理，通过使用将5G天线的阵列交错在多频带天线结构之间的布置，安装问题可以被避免。多频带天线结构可以是无源天线。根据被参考的本公开的一方面，多频带天线结构可以是低频带(LB)天线。根据被参考的本公开的一方面，5G天线可以被布置为大规模多输入多输出(mMIMO)阵列。mMIMO阵列可以是有源阵列。在这样的情况下，其中5G天线阵列是有源阵列并且LB天线阵列是无源阵列，总体配置可以称为有源无源天线(APA)布置。

如所描述的，天线的这样的交错布置可以采用低频带(LB)天线，这些LB天线在薄支撑片上使用包括例如馈电部和辐射器的导电元件而被形成。支撑片被取向以使得它们的尺寸中的至少一个尺寸(例如，它们的最薄尺寸)适合在5G天线之间的有限物理空间内。支撑片中的充当基片的一个或多个支撑片可以是例如印刷电路板，导电元件被附接到基片。基片可以被布置以便大体上看起来形成中空矩形平行六面体的四个侧面，例如中空长方体的四个侧面，其可以具有各种突起和切口，其中开放的缺少的两个侧面可以考虑为是长方体的顶侧面和底侧面，其中底侧面最接近信号从其被供应给天线的平面。换句话说，用于LB天线的辐射元件的基片可以被成形为看起来像空的矩形盒，其中顶表面和底表面被去除。缺少的底表面在5G天线从其接收它们要发射的信号的区域中，例如在机架水平附近，并且相对的顶表面的缺失允许来自5G天线的信号向外辐射。

在本文中，术语顶部、底部、水平和竖直将被解释为不考虑结构在空间中相对于水平面的位置。特别地，术语水平和竖直将被解释为仅指代空间中的两个垂直平面。

每个LB和5G辐射元件的位置、尺寸和高度基于LB阵列和5G阵列的所期望的射频(RF)性能而被设置。因此，LB天线可以被认为已经“穿插在”预先存在的5G天线的阵列之中，并且每个LB天线可以围绕5G天线中的一个或多个5G天线。基片中的一个或多个基片的部分可以被去除或缺失。

尽管不被如此限制，但是在同时提交的专利申请序列号(案号NC105605)中示出的实施例中，LB天线中的至少一个LB天线的基片中的每个基片的物理尺寸基本上相同。换句话说，当从顶部看时，LB天线看起来基本上是像正方形的，即具有正方形横截面。

LB天线的辐射元件被电布置以形成偶极子的布置。取决于实施例，这些低频带(LB)辐射元件可以是无源的或有源的。

5G天线可以位于支柱的顶部，以便将它们带到例如相对于LB天线的适当高度。因此，5G天线可以使它们的顶部在LB天线的缺失顶表面的平面下方、相同的水平、或上方。

每个5G天线可以由至少一个偶极子形成。在一些实施例中，彼此成90度被取向的两个偶极子被用于组成5G天线。在被参考的本公开的实施例中，每个5G天线可以耦合到滤波器。在被参考的本公开的实施例中，这样的滤波器可以被包含到5G天线所在的支架或支柱中。

同时提交的专利申请序列号(案号NC105605)描述了使用均匀有源5G天线阵列，即这样的阵列，在该阵列中，每个5G辐射元件之间的竖直间隔等于它们的水平间隔，诸如0.5×05λ、0.65×0.65λ等，λ是工作波长。

然而，有源天线阵列经常需要非均匀拓扑，即这样的阵列，在该阵列中，每个5G辐射元件之间的竖直间隔不同于它们的水平间隔，诸如0.5×0.7λ。这主要是由于以下事实：水平波束转向能力必须宽，通常为+/-45°或+/-60°，而竖直转向特征可能稍微更大地被限制，通常为+/-10°或+/-20°。另外，为了增大总天线增益，将竖直间隔增大到0.7或0.8λ可能是有用的。

我们已经认识到，在同时提交的专利申请序列号(案号NC105605)中描述的LB天线对于与具有非均匀拓扑的有源天线阵列一起使用可能是不足的或次优的。这是因为，如果这样的LB天线必须围绕具有非均匀拓扑的有源天线，则变得有必要的是其竖直分支和水平分支具有不同的尺寸，例如长度。当具有相同尺寸时，例如，从而朝向5G信号通过的表面来看，LB天线看起来像正方形，那么每个分支上流动的电流直接达到平衡，随着尺寸变化，情况不再是这样并且功能失常可能开始出现。

我们已经认识到，根据本公开的原理，这样的功能失常可以通过LB天线的布置被减轻，LB天线的这些布置针对辐射元件提供相同的电长度，尽管LB天线的物理尺寸(例如，它的支撑结构的各个部分)可能不相同。有利地，这样的LB天线可以具有不相等的物理距离，例如，从而当朝向5G信号通过的表面看时，LB天线基本上呈现出非正方形的矩形外观，同时针对辐射元件具有相同的电长度。

在本公开的一个实施例中，介电材料被包含在辐射元件中的至少一个辐射元件内。

在本公开的一个实施例中，辐射元件中的至少一个辐射元件利用至少一个之字形导体形成。

在本公开的一个实施例中，至少一个双急转弯被包含在辐射元件中的至少一个辐射元件内。

在本公开的一个实施例中，电容性耦合被包含在辐射元件中的至少一个辐射元件内。

在本公开的一个实施例中，辐射元件中的至少一个辐射元件包括导体，该导体围绕5G天线中的至少一个5G天线的反射器的一部分而延展。

一些实施例的特征在于一种天线，包括：

两个平行的、平坦的、大体上矩形的基片面板的第一集合，每个基片面板具有高度、长度和厚度，其中具有物理长度的第一导体沿着第一集合中的相应面板的长度延伸，使得每个面板的导体具有所得到的电长度，面板以比第一集合中的每个面板的长度短的距离被分开；

支撑件集合，支撑件集合中的每个支撑件支撑在面板的第一集合之间伸展的相应的第二导体，由支撑件集合支撑的第二导体中的每个第二导体基本上在面板的第一集合中的第一面板的边缘与第二面板的边缘之间伸展；

其中由支撑件集合支撑的第二导体被布置成具有与第一导体中的每个第一导体基本上相同的电长度。

在一些特定实施例中，由支撑件集合支撑的第二导体中的至少一个第二导体具有耦合到它的介电材料，以便将其电长度改变为基本上等于第一导体中的至少一个第一导体的电长度。

在一些特定实施例中，由支撑件集合支撑的第二导体中的至少一个第二导体具有之字或蜿蜒形状，使得其电长度基本上等于第一导体中的至少一个第一导体的电长度。

在一些特定实施例中，支撑件集合中的至少一个支撑件具有至少一个双急转弯，由支撑件集合支撑的第二导体中的至少一个第二导体当其在面板的第一集合之间伸展时，遵循其支撑件的至少一个双急转弯的路径，使得由包括双急转弯的支撑件集合支撑的第二导体的电长度基本上等于第一导体中的至少一个第一导体的电长度。

在一些特定实施例中，由支撑件集合支撑的第二导体中的至少一个第二导体包含导体，该导体围绕用于针对宽带蜂窝网络的第五代5G天线的反射器的至少一部分而延展。

在一些特定实施例中，由支撑件集合支撑的导体中的至少一个导体被划分为至少两个部分，两个部分中的每个部分通过导体被电连接，该导体围绕用于针对宽带蜂窝网络的第五代5G天线的反射器的至少一部分而延展。

在一些特定实施例中，天线是多频带天线。

在一些特定实施例中，多频带天线是无源天线。

在一些特定实施例中，多频带天线是低频带(LB)天线。

一些实施例的特征在于一种多频带天线，该多频带天线被适配为交错在第五代5G天线的二维阵列之中，

其中多频带天线被成形为基本上像两个相对表面缺失的中空平行六面体，其中缺失表面中的一个缺失表面在信号的源的近端，该信号被供应给多频带天线以从其发射，并且相对的缺失表面在信号源的远端；

其中中空平行六面体包括支撑壁中的第一组的两个相对支撑壁和第二组的两个相对支撑壁，第一组的两个相对支撑壁具有厚度并且在它们之间具有第一物理距离，该厚度适合在5G天线中的至少两个5G天线之间的间隙内，第二组的两个相对支撑壁在它们之间具有第二物理距离，第一物理距离不同于第二物理距离；

支撑壁中的每个支撑壁支撑导体，该导体用于从其进行辐射；以及

其中支撑壁中的第一组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度，被适配为等于支撑壁中的第二组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度。

在一些特定实施例中，中空平行六面体是长方体但不是立方体。

如权利要求10中限定的多频带天线，支撑壁中的第一组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度，通过在其上具有介电材料而被适配。

在一些特定实施例中，支撑壁中的第一组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度，通过具有之字或蜿蜒形状而被适配。

在一些特定实施例中，第一组的两个相对支撑壁中的每个壁由至少两个分开的支撑壁部分组成，支撑壁部分具有厚度，该厚度适合在5G天线中的至少两个5G天线之间的间隙内，每个支撑壁部分支撑由第一组中的其相应壁所支撑的用于辐射的导体的一部分；以及

其中由第一组中的其相应壁所支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度，通过使由其相应壁部分所支撑的用于辐射的导体的各部分相重叠而被适配。

一些实施例的特征在于一种多频带天线，该多频带天线被配置为交错在第五代(5G)天线的二维阵列之中，

支撑壁中的每个支撑壁支撑导体，该导体用于从其进行辐射；

其中第一组的两个相对支撑壁中的每个壁由至少两个支撑壁部分组成，至少两个支撑壁部分具有厚度，该厚度适合在5G天线中的至少两个5G天线之间的间隙内，至少两个支撑壁部分各自支撑由第一组中的其相应壁所支撑的用于辐射的导体的一部分，在至少两个支撑壁部分之间，在第一组中的每个支撑壁中存在间隙，每个间隙由至少一个桥接导体桥接，至少一个桥接导体被包括作为由第一组中的其相应壁所支撑的用于辐射的导体的一部分；以及

其中由支撑壁中的第一组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁所支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度，被适配为等于由支撑壁中的第二组的两个相对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的导体中的每个导体的电长度。

在一些特定实施例中，用于间隙中的至少一个间隙的桥接导体至少是如下的导体，该导体被成形为围绕用于5G天线的相应反射器的一部分而延展，5G天线至少部分地进入至少一个间隙中。

在一些特定实施例中，用于至少一个间隙的桥接导体是如下的导体，该导体沿着位于至少一个间隙中的双急转弯的轮廓而被支撑。

在一些特定实施例中，用于至少一个间隙的桥接导体是如下的导体，该导体沿着位于至少一个间隙中的双急转弯的轮廓而被支撑，至少一个双急转弯由与壁部分相同的材料构成。

在一些特定实施例中，5G阵列的天线以格子设计被布置。

在一些特定实施例中，5G阵列的天线以格子设计被布置，使得每列相对于其相邻列竖直地被移位。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本公开的原理的说明性天线框架的顶部视图的框表示；

图2示出了根据本公开的原理的交错LB+5G辐射天线结构的节段的说明性透视视图；

图3由图3A、图3B和图3C组成，它们中的每个示出了5G天线中的说明性5G天线当安装在至少一个支柱上时的不同透视视图；

图4示出了安装在机架上的说明性LB天线的结构的放大视图；

图5和图6示出了电路板的第一面和第二面，在电路板上形成有偶极子天线以及支架的一部分，偶极子天线是5G天线的一部分；

图7和图8示出了电路板的第一面和第二面，在电路板上形成有偶极子天线以及支架的一部分，偶极子天线是5G天线一部分，图7和图8的电路板适合于与图5和图6的电路板正交配对；

图9示出了说明性LB天线的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对它们的辐射元件具有相同的电长度，这通过在较短辐射元件的顶部上添加介电材料，由此人为地增加它们的电长度；

图10示出了说明性LB天线的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对它们的辐射元件具有相同的电长度，这通过向辐射元件给予之字或蜿蜒形状来增加沿着支撑结构的物理上较短部分伸展的辐射元件的电长度，由此人为地增加它们的电长度；

图11示出了说明性LB天线的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对它们的辐射元件具有相同的电长度，这通过将双急转弯添加到否则将是较短辐射元件的那些支撑元件中的每个支撑元件，并且每个这样的辐射元件被布置为遵循双急转弯，由此人为地增加它的电长度；

图12示出了说明性LB天线的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对它们的辐射元件具有相同的电长度，这通过将围绕5G辐射元件的反射器而延展的导体包含到较短辐射元件中，由此人为地增加它的电长度；以及

图13示出了说明性LB天线的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以具有相同的电长度，这通过包含附加电容性耦合以用于沿着较短物理尺寸的辐射器。

具体实施方式

下文仅说明了本公开的原理。将因此明白，本领域的技术人员将能够设计各种布置，这些布置尽管未在本文中明确描述或示出，但是体现了本公开的原理并且被包括在其精神和范围内。再者，本文中记载的所有示例和条件语言主要旨在明确地仅用于教导目的，以帮助读者理解本公开的原理和(多位)发明人为促进本领域所贡献的概念，并且将被解释为不限于这样具体记载的示例和条件。此外，本文中的记载本公开的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能上的等同物。另外，所意图的是，这样的等同物包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物这两者。

本领域的技术人员将明白，本文中的任何框图表示体现本公开的原理的说明性电路系统或组件的概念视图。

除非本文另有明确规定，否则附图未按比例绘制。在本描述中，附图中的不同附图内的相同编号的组件指代相同的组件。

根据被参考的本公开的原理，通过使用将5G天线的阵列交错在多频带天线结构之间的布置，可以避免安装新天线以用于在如下的拥挤场地上使用的问题，在这些场地处需要新天线来支持新的(诸如下一代)无线服务(例如，5G)。根据被参考的本公开的一方面，多频带天线结构可以是无源天线。根据被参考的本公开的一方面，多频带天线结构可以是低频带(LB)天线。在被参考的本公开的实施例中，多频带天线结构中的若干多频带天线结构可以被布置为在若干频带中的至少一个频带内运转，例如，从大约700MHz到大约960MHz，从大约1710MHz到大约2690MHz，以及从大约1400MHz到大约2400MHz。根据被参考的本公开的一方面，5G天线可以被布置为大规模多输入多输出(mMIMO)阵列。mMIMO阵列可以是有源阵列。在这种情况下，其中5G天线阵列是有源阵列，而LB天线阵列是无源阵列，则整个天线框架中具有如下配置的节段可以称为有源无源天线(APA)布置，该配置具有在LB天线阵列内的5G天线阵列。

在本文中，术语5G旨在指代由国际电信联盟-无线电通信部门(ITU-R)规定移动网络(称为4G标准)的下一代，这对相关领域的普通技术人员是公知的。

根据被参考的本公开的一方面，这样的天线的交错布置可以采用低频带(LB)天线，这些LB天线在薄支撑片上使用导电元件形成，导电元件包括例如馈电部和辐射器。这些支撑片被定向以使得它们的尺寸中的至少一个尺寸(例如，它们的最薄尺寸)适合在5G天线之间的有限物理空间内。根据被参考的本公开的一种实施例，支撑片中的一个或多个支撑片可以是例如印刷电路板，该一个或多个支撑片充当导电元件被附接到的基片。这些基片可以布置以便大体上看起来形成中空矩形平行六面体的四个侧面，例如可以具有各种突起和切口的中空长方体的四个侧面，其中开放的缺少的两个侧面可以被考虑为是长方体的顶侧面和底侧面，其中底侧面最接近于信号从其被供应给天线的平面。换句话说，用于LB天线的辐射元件的基片可以被成形为看起来像空的矩形盒，其中顶表面和底表面被去除。缺少的底表面在5G天线从其接收它们的要发射的信号的区域中，例如在机架水平附近，并且相对的顶表面的缺失允许来自5G天线的信号向外辐射。低频带(LB)辐射元件因此适合在二维5G天线阵列的辐射元件之间的狭窄空隙内。

图1示出了根据被参考的本公开的原理的说明性天线框架101的顶部视图的框表示。天线框架101包括：a)根据被参考的本公开的原理的交错多频带天线结构+5G辐射天线结构103；b)两个LB天线网络105-L和105-R，统称为LB天线网络105，它们操作在例如从大约0.7GHz至大约0.96GHz并且由双极化天线组成；c)两个高频带(HB)天线网络107-L和107-R，它们操作在例如从大约1.7GHz至大约2.7GHz并且各自被放置在LB天线网络105中的具有匹配参考标志符后缀的相应LB天线网络的“内部”；以及d)一个HB天线网络109，其操作在例如从大约1.4GHz至大约2.4GHz，也被称为中央无源阵列109。所有的网络可以具有可变电倾斜(VET)能力。总的天线尺寸可以是大约2090mm×499mm×215mm。注意，放置在“内部”，其意指在被参考的本公开的一种实施例中，HB天线网络107的HB天线可以被放置在对应的LB天线网络105的天线的顶部上和之间。在被参考的本公开的实施例中，如由虚线所指示的，LB天线网络105中的至少一个可以通过包括多频带天线结构中的至少一个多频带天线结构作为其元件，而在跨天线框架101的一路上持续，该至少一个多频带天线结构是交错多频带天线结构+5G辐射天线结构103的一部分。在这点上注意，LB天线网络105内的天线元件不需要全部具有相同的类型或结构。例如，在被参考的本公开的一种实施例中，LB天线网络105中的一个LB天线网络可以由8个LB元件组成，其中一个是只有贴片，5个是有“L”元件位于它们的顶部上的贴片，并且2个是根据被参考的本公开的原理的与5G偶极子交错的多频带天线结构。在被参考的本公开的实施例中，LB天线网络105之一的所有天线可以使用相同的LB馈电网络来馈电。

除了由交错的LB+5G辐射天线结构103所占据的空间仅由2×2LB天线阵列所占据之外，包括相似大小的机架并且类似地被配置的设计将不会在框架上留下用于附加的5G天线的空间。如此，没有空间例如用于附加的8×8×2 3.5GHz有源天线阵列，其中“2”指示5G天线阵列的天线提供双极化。

图2示出了根据被参考的本公开的原理的交错LB+5G辐射天线结构103的节段的说明性透视视图。图2中示出的是N×M 5G辐射天线元件201-1至201-NM，它们可以分别称为5G天线201并且统称为多个5G天线201。该阵列可以是5G mMIMO N×M×2天线阵列，其中N是对应于天线的列数的大于或等于1的整数，M是对应于天线的行数的大于或等于1的整数，并且2对应于例如当每个天线201是由两个偶极子组成的双极化天线时，每天线201的交叉极化通道的数目。

在图2中，N和M两者都等于8，因此存在被布置为8×8天线矩阵的64个天线，并且当每个天线是双极化天线时，结果是128元件mMIMO阵列。5G阵列可以例如从大约3.3GHz至大约3.7GHz或从大约3.4GHz至大约3.8GHz起作用。如本领域的普通技术人员将容易理解的，其他各种尺寸的mMIMO阵列可以被采用，例如，它们对应于其他中心频率，诸如700MHz或2.5GHz。根据被参考的本公开的一方面，5G天线阵列可以是有源天线阵列。

在图2中也被示出的是多频带天线的阵列，如图2中示出的，其是低频带天线203-1至203-XY的阵列，其中X是对应于天线203的列数的大于或等于1的整数，并且Y是对应于天线203的行数的大于或等于1的整数，它们可以分别称为LB天线203并且统称为多个LB天线203。LB天线203可以操作在从大约0.7GHz至大约0.96GHz。如本领域的普通技术人员将容易理解的，其他频带可以被采用。LB天线203被交错或散布在5G天线201之间。当然，可以认为是5G天线201被交错或散布在LB天线203之间。

有利地，根据被参考的本公开的一方面，LB天线203被设计为使得它们可以适合在5G天线201之间的间隔内。在图2中示出的被参考的本公开的示例中，天线203具有中空的长方体形状，其中长方体的两个相对面缺失。缺失面之一在5G天线201和LB天线203是其一部分的天线框架的机架205近端，例如天线框架101的机架(图1)，而另一缺失面在天线框架的机架远端，例如，以图2中示出的方式。考虑LB天线203的另一种方式是，它们类似于被添加以围绕5G天线201中的一个或多个5G天线的矩形带。因此，LB天线203可以被视为“穿插在”5G天线201的预先存在的阵列之中，并且每个LB天线203围绕5G天线201中的一个或多个。

在图2中示出的被参考的本公开的实施例中，LB天线203以2×2阵列被布置。在被参考的本公开的实施例中，LB天线203中的每个LB天线的物理尺寸可以基本上相同，例如以图2中示出的方式。在图2的说明性实施例中，在由LB天线203之一限定的空间内存在九个5G天线。在图2的实施例中，在LB天线203的每个邻近对之间也存在三个5G天线的两行。

在将结合图2论述的被参考的本公开的实施例中，5G天线201被配置为形成有源阵列，而LB天线203被用作无源阵列。如上文指出的，这样的配置可以被称为有源无源天线(APA)布置。然而，如本领域的普通技术人员将认识到的，这不需要是一种限制，而是5G天线201可以无源地被使用，而LB天线203可以有源地被使用。各种可能的组合和布置由实施者酌情决定。

有利地，交错的天线阵列结构可以被用作针对先前安装的相同大小的天线阵列的替代物，同时提供增强的或附加的功能。因此，交错的LB+5G辐射天线结构103可以被替换在机架上先前仅具有LB天线阵列的地方。这允许有源5G功能被添加到框架，而不会丢失曾位于现在提供5G功能的空间内的先前仅有的可用LB功能。

在Chainon等人的美国专利公开2012/0146872中，一般地描述了通常适合用作5G天线的一种类型的天线辐射元件，该美国专利公开于2012年6月14日公开并且通过引用并入本文。如本领域的普通技术人员将容易理解的，其他类型的天线可以被用作5G天线，包括贴片、偶极子的其他配置、或任何其他高频带天线、以及甚至是它们的组合。

根据被参考的本公开的一方面，5G天线201可以位于支柱(例如支柱207)的顶部，从而它们从机架205被偏移，以便将它们带到例如相对于LB天线203的“顶部”的适当高度，LB天线203的“顶部”是其在机架205远端的部分。因此，5G天线可以使它们的“顶部”处于LB天线203的缺少的顶表面的平面下方、在相同的水平、或上方。支柱207中的每个支柱耦合5G天线201与可能位于机架205下方的无线电电路系统(未示出)之间的信号。有利地，5G天线201的阵列可以被放置以达到最佳效果，例如，最小化5G天线201与在该场地的同一整体天线外壳内存在的任何其他天线阵列之间的潜在射频(RF)相互作用。尽管这样被布置经常是方便或有利的，但是并非所有的5G天线201都需要在相同的高度。

根据被参考的本公开的一方面，滤波器元件可以被添加到天线中的每个天线或天线的子组，以便防止来自任何已有无线电网络与5G天线201的潜在破坏性相互作用，以及或者替代地，以便保护任何已有无线电网络免于可能由5G天线201发射或接收的潜在杂散能量。根据被参考的本公开的进一步的方面，这样的滤波器元件可以被包含到支柱207中。

图2的实施例中的天线201中的每个天线都可以是由两个偶极子组成的双极化结构。每个偶极子可以被形成在电路板209上，并且两个电路板被耦合在一起，例如成90度角，例如通过使用电路板中的一个或多个电路板中的缝隙将它们装配在一起，这是公知的。这样的缝隙在图5-图8中更清楚地示出，例如，在图5和图6中示出的缝隙539，以及在图7和图8中示出的缝隙739。归因于图2的视角，仅有组成每个偶极子的两个电路板209之一容易看得到，而两个电路板中的另一个仅被看到侧部。此外，对于每个天线201，图2仅示出了清楚可见的电路板209中的每个电路板的各个面中的一个面，即面219。面219也在图5中示出。清楚可见的电路板209的相对面在图3和图6中示出并且在下文论述。

图2和图5中示出的电路板209中的每个电路板的面219在其上都具有充当辐射元件的成对导体215，并且因此可以被称为5G辐射元件215，并且每对导体215一起构成偶极子天线。更具体地，每对导体215限定辐射线。5G辐射元件215中的每个电耦合到导体217之一。耦合的5G辐射元件215和导体217可以彼此成直角被取向。这可以形成倒置的或者反转且倒置的“L”形状，给定图2和图5相对于机架205(其被认为在底部)的取向。导体217中的每个可以被认为是基座并且导体215可以被认为是臂部。

导体217中的两个导体电耦合到地。地经由支柱207从机架205上的地平面被馈电。这样的地平面在图4中被看到。导体217之一可以在连接点561(图5和图7)之一处电耦合到支柱207。连接点561还将支柱207和导体217耦合到下文关于图3论述的反射器，其因此充当地平面。

在电路板209的与面219相对的面(其在图6中示出为面619)上，是对由两个5G辐射元件215组成的偶极子馈电的导线621。导线621被成形为像倒置的“J”，从而它跨越相对面219上成对的辐射元件215之间的间隙。导线621可以经由其支柱207从带状线645被馈电。如在图6中可以看到的，导线621电耦合到带状线645，例如使用焊接连接或其他这样的公知方法。

因此，5G辐射元件215一起构成由两个半偶极子组成的半波偶极子，这两个半偶极子由间隙分开，该间隙可以至少部分地是槽缝。偶极子可以是带状线偶极子。

可选的导体211可以被形成在电路板209中的每个电路板上的5G辐射元件215上方。导体211中的每个导体未电连接到由电路板209中与它们在其上被形成的相同电路板上的成对辐射元件215形成的偶极子。导体211形成另一辐射线，该另一辐射线用于增大电路板209中与它们相同的电路板上形成的偶极子的增益和带宽。导体211因此可以构成可选的所谓的“导向器”或寄生部分，其可以用于图案成形和用于辐射元件阻抗匹配。在图5和图7中更容易看到导体211。

孔213可以用于在两个导体之间可见地进行区分。

在图2中仅被看到侧部的电路板209中的每个电路板可以具有与上文针对容易看到的电路板209所描述的类似结构。如此，两个耦合的正交电路板209一起因此构成以+45度正交极化彼此交叉的两个偶极子。更具体地，图7和图8示出了在图2中仅被看到侧部的电路板209的前视图和后视图。这些结构基本上相同，但是针对它们各自的缝隙的位置。

在被参考的本公开的一个实施例中，电路板209的高度可以是近似42mm，而它们的宽度是大约48mm。

图3由图3A、图3B和图3C组成，它们中的每个示出了5G天线201中的说明性的一个5G天线当被安装在至少一个支柱207上时的不同透视视图，支柱207也可以称为支架207。图3的视图使得看到电路板209的与图2中示出的面219(例如，图6的面619)相对面成为可能。为了清楚和焦点的目的，在图3中未示出5G天线201的所有细节。如所指出的，偶极子由导线621馈电，导线621在电路板209的与面219相对的面上。导线621的部分317在图3的视图中示出。

天线201下方是反射器303。在图3中示出的说明性实施例中，反射器303以所示出的方式具有在其基座处有开口的中空、倒转和截短的角椎体形状。反射器303的平坦部分331可以是以导体覆盖的电路板。反射器303的角椎体的有角度侧面335可以由导电金属制成。侧面335可以是被夹在一起的一个或多个金属片。角椎体的侧面335可以电耦合到反射器303的电路板331的导体。电路板331可以经由在连接点561(图5和图7)处在支柱207上的通向地的连接而被耦合到地。因此，反射器303可以以它的整体被接地。

支柱207中的一个或多个支柱可以用于从机架205(图2)的水平向天线201提供将由5G天线201发射的信号。每个支柱207可以由两个半支架307和309组成，半支架307和309进而可以各自由两个印刷电路板313和315组成，在半支架被组装时，印刷电路板313和315中的每个印刷电路板具有面向另一电路板的一个内侧面和面向外的一个外侧面。电路板313和315可以是例如泰康尼克TLX PCB，它们在孔311处耦合在一起，例如使用胶粘剂、铆钉、或如本领域的普通技术人员已知的某种其他合适的布置。

印刷电路板313的面朝外的侧面可以被涂覆导体，例如铜，以提供电磁屏蔽。类似地，印刷电路板315的面朝外的侧面可以被涂覆导体，例如铜，以提供电磁屏蔽。这也示出在图5和图7中示出的实施例中。在图5和图7的实施例中也被示出的是连接点565，导体在连接点565处电连接到地，例如地平面，其在图4中示出。印刷电路板313的内侧面可以仅是印刷电路板材料。印刷电路板315的内侧面可以包含一个或多个导体，例如带状线645(图6和图8)，其可以充当馈电部，该馈电部用于将由支架顶部的5G天线201发射的信号。用于带状线645与来自信号源(其可以位于地平面下方)的信号的连接点可以是如图6和图8中示出的连接点675。在图6和图8中示出的实施例中，连接点675位于其上的支柱207的电路板可以延伸到图4中示出的地平面下方。

在被参考的本公开的一种实施例中，例如，如图3中示出的，各种滤波器元件305可以被包括在印刷电路板315的内表面上作为支架207的一部分。这些滤波器元件可以针对所供应的信号提供滤波，例如带通(BP)滤波。滤波器元件305可以是印刷电路板315上的导电(例如铜)区域。

在所示出的实施例中，滤波器是3极点带通带状线滤波器。BP滤波器的总尺寸是大约60mm×24mm并且基于使用两个泰康尼克TLX PCB的夹层部，两个泰康尼克TLX PCB构成用作支架207的一部分的半支架307和309，其中每个PCB具有0.762mm厚度。将由天线201发射的信号可以例如通过带状线645被馈送到天线201，带状线645从印刷电路板315的底部伸展并且电耦合至信号源，信号源可以位于机架205上的地平面下方。再次地，这样的地平面在图4中被看到。

在备选的实施例中，具有对印刷电路板可用的内部导电平面的印刷电路板可以被使用以代替两个单独的印刷电路板。例如，外部的两个导电平面可以用作地平面，而内部的导电平面可以用于馈线和滤波器。

诸如本领域的技术人员已知的其他类型的滤波元件可以被用在支柱上、支柱内、或安装到支柱。例如，气腔滤波器或陶瓷滤波器可以被采用。然而，这样的滤波器通常添加附加成本。

这样的滤波元件的设计必须考虑到若干挑战，包括：1)所需要的辐射元件的数目可能非常大的事实；2)每个滤波器元件的机械尺寸应当被最小化，同时提供良好的RF性能；以及3)每个滤波器需要直接连接到其各自的辐射元件端口。注意，例如，8×8天线阵列(其中每个辐射元件以双极化模式操作)潜在地导致对例如8×8×2＝128个滤波器的使用。本领域的普通技术人员将能够选择或设计适当的滤波器以用于它们的特定应用。

不偏离本公开的范围，其他类型的天线、支架、滤波器和反射器可以被采用。

图4示出了安装在机架205上的说明性LB天线203(图2)的结构的放大视图。根据被参考的本公开的一方面，LB天线203可以是无源LB天线。也被示出的是根据被参考的本公开的原理而位于LB天线203内的5G天线201中的5G天线。图4中示出的5G天线201的面是与图2中示出的面相对的面，并且因此在图6和图8中更好地被看到。为了清楚和聚焦的目的，图4中未示出5G天线201的所有细节。

如图4中示出的LB天线203可以由四个印刷电路板(PCB)401-1至401-4(统称为电路板(PCB)401)组成。PCB 401因此构成用于LB天线203的辐射元件的支撑壁，并且也可以至少部分地用于支撑馈电结构以将一个或多个信号供应给辐射元件。印刷电路板401中的印刷电路板可以在它们各自的边缘处或附近被互锁。例如，缝隙可以被制作在电路板401中的一个电路板中，并且电路板402中的另一邻近的电路板的端部穿过它。因此，例如，PCB 401-1的端部403-1延伸经过PCB 401-2的平面，而端部403-2延伸经过PCB 401-1的平面。这样的或类似的技术可以被使用在LB天线203的每个转角405处。

尽管上文已经将PCB描述为基片，但是注意，在被参考的本公开的其他实施例中，可以恰当被成形并且支撑恰当被成形的导体的任何介电材料(例如陶瓷、玻璃、塑料等)可以被用作基片。

PCB 401中的相应PCB的外表面407-1至407-4(也即，在盒的外部)中的外表面的部分被涂覆导电材料，例如铜。因此，在图4中示出的实施例中，倒转的“U”形导体409-1到409-4(统称为导体409)被形成在PCB 401-1到401-4中的相应PCB的外表面407-1到407-4上。导体409中的每个导体由支腿部分413和辐射部分415组成。更具体地，每个导体具有由附加的参考标志后缀所标示的两个支腿部分。因此，导体409-1具有支腿部分413-1-1和413-1-2以及辐射部分415-1。图4中清楚描绘的是导体409-1和409-2。然而，注意，由于图4中的LB天线203的取向，尽管表面407-3和407-4可以被指示，但是它们不是清楚可见的，并且因此导体409-3和409-4在图4中不可见。然而，出于图4中示出的实施例的目的，它们各自在其上具有与导体409-1和409-2相同的导体结构。

PCB 401中的每个PCB的没有以导电材料涂覆的部分411不是必要的并且可以被排除，例如以减小重量。再次地，注意，归因于LB天线203的取向，PCB 401-3和401-4的这样的未使用部分的去除在图4中可能看不到，如果情况是这样的话。

图4还示出了机架205的上部，其可以是地平面417。这样的地平面早前被提到过。各种过孔可以被制作穿过机架205和地平面417，以使得信号能够通过而去往5G天线201和LB天线203。

在地平面417近端的导体409的支腿部分413中的每个支腿部分被连接到地平面417。

在从支腿部分403来看的PCB 401的后部面上，也即，在与盒内部的导体409相对的面上，定位有导线419中的一个导线，该导线用于馈送将被LB天线203辐射的信号。导线419被示出为虚线以指示它们在后部的内部面上并且在图4的视图中不能被看到，这归因于图4的视角，除外的是导线419-3的小部分。导线419-1位于支腿413-1-1后面，导线419-2位于支腿413-2-1后面，导线419-3位于支腿413-3-1(不可见)后面，并且导线419-4(不可见)位于支腿413-4-1(不可见)后面。

在PCB 401中的一个PCB的顶部附近，导线419中的每个导线弯曲成例如基本上90度并且延伸以形成臂部分421，臂部分421延伸朝向其被形成于其上的PCB 401中的一个PCB的边缘。如此，臂部分421可以延伸穿过PCB 401中的互锁的邻近PCB。臂部分421然后通常在上部转角中，例如在电耦合点423处，电耦合至邻近的互锁的PCB 401的导体409。电耦合可以通过以下方式：焊接接合、过孔、导电胶、或任何类似或公知的技术。注意，邻近的PCB 401的导体409没有被电连接，因为它们之间没有导体。作为示例，注意，导线419-2位于支腿413-2-1后面。在PCB 401-2的顶部，其朝向PCB 401-1弯曲，其延伸穿过PCB 401-1并且在电耦合点423-3处耦合至导体409-1。

在被参考的本公开的一种实施例中，导线419-1和419-3中的每个导线可以耦合至同一信号源，信号源可以位于机架205的表面下方。类似地，导线419-2和419-4中的每个导线可以耦合至同一信号源，该信号源与耦合到导线419-1和419-3的信号源不同，但是也可以位于机架205的表面下方。因此，双极化偶极子被形成。如此形成的个体偶极子中的每个偶极子具有正或负45度极化。

有利地，归因于LB天线203的导电和辐射元件被支撑在其上的壁(例如PCB 401)的薄度，这些壁以及因此这些导电和辐射元件可以适合在5G天线201中的邻近5G天线之间的空隙间隔中。这使得对空间的高效使用成为可能，因为根据被参考的本公开的原理，例如如图2中示出的，5G天线201的二维阵列可以被交错在LB天线203的二维阵列之中。

在本文中，关于天线阵列的术语“二维”将被理解为是指(例如以列和行)形成阵列的维度，即使形成这样的阵列的元件(例如行和列中出现的个体天线结构)具有三个维度。

图9示出了说明性LB天线900的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(例如其物理壁)具有不同的物理尺寸(例如长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对辐射元件具有相同的电长度，尽管有LB天线900的不同的物理尺寸，例如其支撑结构的各个部分。换句话说，根据本公开的原理，LB天线900可能具有不相等的物理尺寸距离，例如，从而在朝着5G信号通过的表面看时，LB天线基本上呈现出非正方形的矩形外观，同时针对其辐射元件具有相同的电长度。根据本公开的一种实施例，为了增加较短辐射元件的电长度，介电材料被添加在较短辐射元件的顶部上，由此人为地增加它们的电长度。

根据本公开的一方面，LB天线900可以是无源LB天线。

与LB天线203(图4)类似地被构造，如图9中示出的LB天线900可以由四个印刷电路板(PCB)901-1至901-4(统称为电路板(PCB)901)组成。PCB 901因此构成用于LB天线900的辐射元件的支撑壁，并且也可以用于至少部分地支撑馈电结构以向辐射元件供应一个或多个信号。印刷电路板901中的印刷电路板可以在它们各自的边缘处被接合或互锁。例如，缝隙可以被制作在电路板901中的一个电路板中，并且电路板902中的另一电路板的端部穿过它。因此，例如，PCB 901-1的端部903-1延伸经过PCB 901-2的平面，而端部903-2延伸经过PCB 901-1的平面。这样的或类似的技术可以被使用在LB天线900的每个转角905处。

PCB 901中的相应PCB的外表面907-1至907-4中的外表面的部分被涂覆有导电材料，例如铜。因此，在图9中示出的实施例中，倒转的“U”形导体909被形成在PCB 901-1到901-4中的相应PCB的表面907-1到907-4上。导体909由支腿部分913和辐射部分915组成。图9中清楚描绘的是导体909-1和909-2。然而，注意，归因于图9中的LB天线900的取向，尽管表面907-3和907-4可以被指示，但是它们不是清楚可见的，并且因此导体909-3和909-4在图9中不可见，然而，出于图9中示出的实施例的目的，它们各自在其上分别具有与导体909-1和909-2相同的导体结构。

在图9中示出的实施例中，PCB 901-1至901-4可以具有相同的高度h和厚度。然而，长边901-2和901-4各自具有长度L_L，其大于短边901-1和901-3中每个短边的长度L_S。如此，在没有修改的情况下，辐射部分915-1和915-3(不可见，但安装在PCB 901-3上)将具有与辐射部分915-2和915-4(不可见，但安装在PCB 901-4上)不同且较短的电长度。为了使短边的电长度与长边的电长度相等，根据本公开的一方面，介电材料部分921-1和921-3被添加在辐射部分915-1和915-3的顶部上，以人为地增加它们的电长度。所采用的介电材料的量使得基本上使短边901-1和901-3中的每个短边的电长度与长边901-2和901-4的电长度相等。介电材料部分921可以由任何适当的介电材料制成。在本公开的一个实施例中，介电材料可以是例如聚苯硫醚(PPS)。介电材料部分921可以按所示出的方式被成形为倒转的“J”形，以便悬挂在PCB 901-1和901-3上。用于将介电部分921保持就位的其他方法也可以被采用，例如，胶粘剂、紧固件、压接等。

LB天线900可以按照与上文关于LB天线203描述的相同方式被电驱动。然而，除了导线419-4和臂部分421-4以外，在图9中，剩余的驱动结构不可见或者为了清楚的目的而未示出。

图10示出了说明性LB天线1000的结构的放大视图，说明性LB天线1000类似于说明性LB天线900，因为竖直分支和水平分支(也即，其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对辐射元件具有相同的电长度，尽管有LB天线1000的不同物理尺寸，例如其支撑结构的各个部分。换句话说，根据本公开的原理，LB天线1000可能具有不相等的物理尺寸，例如，从而在朝着5G信号通过的表面看时，LB天线基本上呈现出非正方形的矩形外观，同时针对其辐射元件具有相同的电长度。根据本公开的一种实施例，为了增加沿着支撑结构的物理上较短的部分伸展的辐射元件的电长度，每个这样的导体被布置成具有之字或蜿蜒形状，由此人为地增加其电长度。

根据本公开的一方面，LB天线1000可以是无源LB天线。

与LB天线203(图4)类似地被构造，如图10中示出的LB天线1000可以由四个印刷电路板(PCB)1001-1到1001-4(统称为电路板(PCB)1001)组成。PCB 1001因此构成用于LB天线1000的辐射元件的支撑壁，并且也可以用于至少部分地支撑馈电结构以向辐射元件供应一个或多个信号。印刷电路板1001中的印刷电路板可以在它们各自的边缘处被接合或互锁。例如，缝隙可以被制作在电路板1001中的一个电路板中，并且电路板1002中的另一电路板的端部穿过它。因此，例如，PCB 1001-1的端部1003-1延伸经过PCB 1001-2的平面，而端部1003-2延伸经过PCB 1001-1的平面。这样的或类似的技术可以被使用在LB天线1000的每个转角1005处。

PCB 1001中的相应PCB的外表面1007-1至1007-4中的外表面的部分被涂覆有导电材料，例如铜。因此，在图10中示出的实施例中，倒转的“U”形导体1009被形成在PCB 1001-2和1001-4中的相应PCB的表面1007-2和1007-4上。导体1009由支腿部分1013和辐射部分1015组成。图10中清楚描绘的是导体1009-2。然而，注意，归因于图10中的LB天线1000的取向，尽管表面1007-4可以被指示，但是它不是清楚可见的，并且因此导体1009-4在图10中不可见。然而，出于图10中示出的实施例的目的，它在其上具有与导体1009-2相同的导体结构。

在图10中示出的实施例中，PCB 1001-1至1001-4可以具有相同的高度h和厚度。然而，长边1001-2和1001-4各自具有长度L_L，其大于短边1001-1和1001-3中的每个短边的长度L_S。如此，如果它们与辐射部分1015-2和1015-4类似地成形，那么辐射部分1015-1和1015-3(不可见，但安装在PCB 1001-3上)将具有与辐射部分1015-2和1015-4(不可见，但安装在PCB 1001-4上)不同的电长度。为了使短边的电长度与长边的电长度相等，根据本公开的一方面，辐射部分1015-1和1015-3的形状被修改以增加它们的电长度。为了该目的，蜿蜒或之字形可以例如以图10中示出的方式被采用。本领域的普通技术人员将能够容易地设计具有期望的电长度的形状。注意，辐射部分1015-1和1015-3电连接到PCB 1001-1和1001-3上的支腿部分1013，它们与PCB 1001-2和1001-4上的支腿部分1013相同。

LB天线1000可以按照与上文关于LB天线203描述的相同方式被电驱动。然而，除了导线419-4和臂部分421-4以外，在图10中，剩余的驱动结构不可见或者为了清楚的目的而未示出。

图11示出了说明性LB天线1100的结构的放大视图，LB天线1100类似于说明性LB天线900，因为竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对辐射元件具有相同的电长度，尽管有LB天线1100的不同物理尺寸，例如其支撑结构的各个部分。换句话说，根据本公开的原理，LB天线1100在相对支撑件之间可能具有不相等的分离，例如，从而在朝着5G信号通过的表面看时，LB天线未呈现出正方形的外观，同时针对其辐射元件具有相同的电长度。根据本公开的一种实施例，为了增加更接近在一起的相对支撑件之间伸展的辐射元件(也即，在支撑件之间具有更小距离的支撑件之间伸展的导体)的电长度，双急转弯被添加到这样的辐射导体的那些支撑元件中的每个支撑元件，并且每个这样的辐射导体被布置为遵循双急转弯，由此人为地增加其电长度，该双急转弯例如是壁部的诸如具有急剧的狭窄的弯曲部的短节段，弯曲部可以诸如以所示出的方式形成之字或蜿蜒的壁结构。

根据本公开的一方面，LB天线1100可以是无源LB天线。

如图11中示出的LB天线1100可以由两个印刷电路板(PCB)1101-2和1101-4(统称为电路板(PCB)1101)组成，PCB 1101-2和1101-4类似于PCB 401-2(图4)和401-4。PCB 1101因此构成两个平行、相对、平坦的矩形基片面板的第一集合，每个基片面板具有针对LB天线1100的辐射元件中的两个辐射元件的高度、长度和厚度，并且也可以至少部分地用于支撑馈电结构以向辐射元件供应一个或多个信号。

在PCB 1101的相对端是支撑结构1102-1和1102-3，它们实质上是相应的壁部，每个壁部都包含双急转弯1130-1和1130-3中的至少一个，并且可以被这样称呼。支撑结构1102-1和1102-3可以由若干接合的或互锁的电路板形成。以所示出的方式，支撑侧面1102-1由电路板1120-11、1120-12、1120-13、1120-14和1120-15形成，而支撑侧面1102-3由电路板1120-31、1130-32、1120-33、1120-34和1120-35形成。

印刷电路板1101-2可以在其边缘处分别与电路板1120-15和1120-31被接合或互锁，而印刷电路板1101-4可以在其边缘处分别与1120-11和1120-35被接合或互锁，例如，按上文描述的方式。

PCB 1101中的相应PCB的外表面1107-2和1107-4中的外表面的部分被涂覆有导电材料，例如铜。因此，在图11中示出的实施例中，倒转的“U”形导体1109被形成在PCB 1101-2和1101-4中的相应PCB的表面1107-2和1107-4上。导体1109由支腿部分1113和辐射部分1115组成。图11中清楚描绘的是导体1109-2。然而，注意，归因于图11中的LB天线1100的取向，尽管表面1107-4可以被指示，但是它不是清楚可见的，并且因此导体1109-4在图11中不可见。然而，出于图11中示出的实施例的目的，它在其上具有与导体1109-2相同的导体结构。

在图11中示出的实施例中，所有的PCB都可以具有相同的高度h和厚度。然而，长边1101-2和1101-4各自具有长度L_L，其大于1101-2和1101-4之间的直接正交距离的长度L_S。换句话说，长度L_S是如果具有双急转弯1130的壁部没有任何双急转弯，而仅仅是直壁时将会产生的长度。按照导体1109被安装在PCB 1101上的方式被安装在这样的直壁上的导体，将导致辐射部分的电长度小于辐射部分1115-2和1115-4的电长度。然而，根据本公开的一方面，通过使辐射部分由具有双急转弯1102的壁部中的每个壁部的PCB 1120中的每个PCB上的组合电耦合导体1137形成，以使得组合辐射部分遵循双急转弯的路径，组合辐射部分的所得到的电长度可以被使得等于辐射部分1115中的每个辐射部分的电长度。本领域的普通技术人员将能够容易地设计双急转弯，以使得所得到的辐射部分1135具有期望的电长度。

LB天线1100可以按照与上文关于LB天线203描述的相同方式被电驱动。然而，除了导线419-4和臂部分421-4以外，在图11中，剩余的驱动结构不可见或者为了清楚的目的而未示出。

有利地，LB天线1100可以容纳以格子设计被布置的5G天线，例如，在格子设计中，每列相对于其相邻列竖直地被移位0.35λ，λ是工作波长。

尽管双急转弯1130被示出为内部地延伸到LB天线1100的中空盒形状，但是从LB天线的中空盒形状外部地延伸的双急转弯可以被采用。此外，内部地和外部地延伸的双急转弯的组合在适合于任何特定设计时可以被使用。

图12示出了说明性LB天线1200的结构的放大视图，LB天线1200类似于说明性LB天线1100，因为竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对辐射元件具有相同的电长度，尽管有LB天线的不同物理尺寸，例如其支撑结构的各个部分。换句话说，根据本公开的原理，LB天线1200在相对的支撑件之间可能具有不相等的分离，例如，从而在朝向5G信号通过的表面看时，LB天线未呈现出正方形的外观，同时针对其辐射元件具有相同的电长度。根据本公开的一种实施例，为了增加更接近在一起的相对支撑件之间伸展的辐射元件(也即，在支撑件之间具有更小距离的支撑件之间伸展的导体)的电长度，每个这样的辐射导体被布置为包含如下的导体，该导体被成形为围绕5G天线的反射器的一部分而延展，由此人为地增加其电长度。

根据本公开的一方面，LB天线1200可以是无源LB天线。

如图12中示出的LB天线1200可以由两个印刷电路板(PCB)1201-2和1201-4(统称为电路板(PCB)1201)组成，它们类似于PCB 401-2(图4)和401-4。PCB 1201因此构成两个平行、相对、平坦的矩形基片面板的第一集合，每个基片面板具有针对LB天线1200的辐射元件中的两个辐射元件的高度、长度和厚度，并且也可以用于至少部分地支撑馈电结构以向辐射元件供应一个或多个信号。

在PCB 1201的相对端是支撑结构1202-1和1202-3，它们实质上是部分壁部，部分壁部在它们之间具有间隙，并且包含导体1233，例如导体1233-1和1233-3，导体1233被成形为围绕5G天线的反射器的一部分而延展，该反射器例如是5G反射器1230-1和1230-3(不可见)中的相应一个5G反射器，其突出在部分壁部之间的间隙内。支撑结构1202-1和1202-3可以各自由两个电路板形成。以所示出的方式，支撑结构1202-1由电路板1220-11和1220-12形成，而支撑结构1202-3由电路板1220-31和1220-32形成。导体1233-1例如被附接以便被保持就位并且电耦合在电路板1220-11和1220-12之间，例如通过焊接或任何其他合适的技术。

以所示出的方式，印刷电路板1201-2可以在其边缘处分别与电路板1220-12和1220-31被接合或互锁，而印刷电路板1201-4可以在其边缘处分别与1220-11和1220-32被接合或互锁，例如按照上文描述的方式。

PCB 1201中的相应PCB的外表面1207-2和1207-4中的外表面的部分被涂覆有导电材料，例如铜。因此，在图12中示出的实施例中，倒转的“U”形导体1209被形成在PCB 1201-2和1201-4中的相应PCB的表面1207-2和1207-4上。导体1209由支腿部分1213和辐射部分1215组成。图12中清楚描绘的是导体1209-2。然而，注意，归因于图12中的LB天线1200的取向，尽管表面1207-4可以被指示，但是它不是清楚可见的，并且因此导体1209-4在图12中不可见。然而，出于图12中示出的实施例的目的，它在其上具有与导体1209-2相同的导体结构。

在图12中示出的实施例中，所有的PCB可以具有相同的高度h和厚度。然而，长边1201-2和1201-4各自具有长度L_L，其大于PCB1201-2和1201-4之间的直接正交距离中的每个的长度L_S。换句话说，长度L_S是如果支撑结构1202各自仅仅是直壁时将会产生的长度。按照导体1209被安装在PCB 1201上的方式被安装在这样的直壁上的导体，将会具有电长度小于辐射部分1215-2和1215-4的电长度的辐射部分。然而，根据本公开的一方面，通过使辐射部分由PCB 1220中的每个PCB上的导体1237的组合形成，并且还包括导体1233中的一个导体(其围绕导体1237之间的导电路径中的5G反射器1230而延展)的至少一部分，支撑结构1202的侧面上的辐射部分的所得到的组合电长度可以被使得等于辐射部分1215中的每个辐射部分的电长度。本领域的普通技术人员将能够容易地设计各种导体以便实现期望的电长度。

LB天线1200可以按照与上文关于LB天线203描述的相同方式被电驱动。然而，除了导线419-4和臂部分421-4以外，在图12中，剩余的驱动结构不可见或者为了清楚的目的而未示出。

有利地，LB天线1200可以容纳以格子设计被布置的5G天线，例如，在格子设计中，每列相对于其相邻列竖直地被移位0.35λ，λ是工作波长。

尽管导体1233被示出为具有矩形形状，但是本领域的普通技术人员将容易认识到其他形状可以被采用，例如半圆形、任意形状等等。尽管导体1233被示出为内部地延伸至LB天线1100的中空盒形状，但是从LB天线的中空盒形状外部地延伸的导体1233可以被采用。此外，内部地和外部地延伸的导体1233的组合在适合于任何特定设计时可以被使用。

图13示出了说明性LB天线1300的结构的放大视图，其中竖直分支和水平分支(即其物理支撑结构)具有不同的物理尺寸(例如，长度)，但是它们已经根据本公开的原理被布置，以针对辐射元件具有相同的电长度，尽管有LB天线的不同物理尺寸，例如其支撑结构的各个部分。换句话说，根据本公开的原理，LB天线1300在相对的支撑件之间可能具有不相等的分离，例如，从而在朝着5G信号通过的表面看时，LB天线未呈现出正方形的外观，同时针对辐射元件具有相同的电长度。根据本公开的一种实施例，为了增加更接近在一起的相对支撑件之间伸展的辐射元件(也即，在支撑件之间具有更小距离的支撑件之间伸展的导体)的电长度，每个这样的辐射导体被拆分成两个节段并且布置为在两个节段之间包含电容性耦合，由此人为地增加其电长度。

根据本公开的一方面，LB天线1300可以是无源LB天线。

如图13中示出的LB天线1300可以由两个印刷电路板(PCB)1301-2和1301-4(统称为电路板(PCB)1301)组成，它们类似于PCB 401-2(图4)和401-4。PCB 1301因此构成两个平行、相对、平坦的矩形基片面板的第一集合，每个基片面板具有针对LB天线1300的辐射元件中的两个辐射元件的高度、长度和厚度，并且也可以用于至少部分地支撑馈电结构以向辐射元件供应一个或多个信号。

在PCB 1301的相对端是支撑结构1302-1和1302-3，它们是重叠的部分壁部。支撑结构1302-1和1302-3可以各自由两个电路板形成。以所示出的方式，支撑结构1302-1由电路板1320-11和1320-12形成，而支撑侧面1302-3由电路板1320-31和1320-32形成。电路板1320-11和1320-12是支撑结构1302-1的重叠的部分壁部，而支撑电路板1320-31和1320-32是支撑结构1302-3的重叠的部分壁部。

以所示出的方式，印刷电路板1301-2可以在其边缘处分别与电路板1320-12和1320-31被接合或互锁，而印刷电路板1301-4可以在其边缘处分别与1320-11和1320-32被接合或互锁，例如按照上文描述的方式。

PCB 1301中的相应PCB的外表面1307-2和1307-4中的外表面的部分被涂覆有导电材料，例如铜。因此，在图13中示出的实施例中，倒转的“U”形导体1309被形成在PCB 1301-2和1301-4中的相应PCB的表面1307-2和1307-4上。导体1309由支腿部分1313和辐射部分1315组成。图13中清楚描绘的是导体1309-2。然而，注意，归因于图13中的LB天线1300的取向，尽管表面1307-4可以被指示，但是它不是清楚可见的，并且因此导体1309-4在图13中不可见。然而，出于图13中示出的实施例的目的，它在其上具有与导体1309-2相同的导体结构。

在图13中示出的实施例中，所有的PCB都可以具有相同的高度h和厚度。然而，长边1301-2和1301-4各自具有长度L_L，其大于1301-2和1301-4之间的直接正交距离的长度L_S。换句话说，长度L_S是如果支撑结构1302各自仅仅是直连续壁时将会产生的长度。按照导体1309被安装在PCB 1301上的方式被安装在这样的直壁上的导体，将导致辐射部分的电长度小于辐射部分1315-2和1315-4的电长度。然而，通过使辐射部分由PCB 1320中的每个PCB上的导体1337形成，但是被布置成使得导体1337的各部分彼此重叠，所得到的电容性耦合改变支撑结构1302的侧面上的组合辐射部分的电长度，根据本公开的一方面，通过重叠长度的适当选择，组合辐射部分的电长度可以被使得等于辐射部分1315中的每个辐射部分的电长度。本领域的普通技术人员将能够容易地设计各种导体和反射器，以便实现期望的电长度。

电容性耦合的使用意味着在导体1337的彼此重叠的部分之间没有物理耦合。

LB天线1300可以按照与上文关于LB天线203描述的相同方式被电驱动。然而，除了导线419-4和臂部分421-4以外，在图13中，剩余的驱动结构不可见或者为了清楚的目的而未示出。

尽管在图9至图13中，各种基片已经在上文中被描述为是PCB，但是注意，在本公开的其他实施例中，可以恰当被成形并且支撑恰当被成形的导体的任何介电材料(例如陶瓷、玻璃、塑料等)可以被用作基片。

与图4一样，同样在图9至图13中，基片的未涂覆有导电材料的任何部分都不是必要的并且可以被排除，例如以减小重量。再次地，注意，归因于各种实施例的取向，如果这样的未使用的部分被去除，其在各种附图中可能不是可见的。

上文提供的用于加长沿着在侧面之间具有较短物理距离的侧面的辐射器的各种技术中的任何技术可以被组合以达到期望的总电长度。此外，应当注意，根据本发明的原理，鉴于确保物理上较短的侧面和物理上较长的侧面具有相同电长度的目标，考虑到真实系统的经常不可避免的物理限制，可能有必要例如使用上文描述的技术来布置较长侧面的电长度，以便恰当地设置其电长度，从而它可以被较短侧面的对应的修改后的电长度相匹配。因此，例如，较短侧面可以包含导体以围绕5G天线而延展，而较长侧面可以具有轻微的之字形，以便达成两个侧面具有相等的电长度。

Claims

1.一种天线，包括：

基片面板的非正方形的矩形布置，包括具有高度、长度和厚度的第一对基片面板，所述第一对基片面板以平行、间隔开的关系被设置以形成所述非正方形的矩形布置的第一对相对竖直壁，其中所述第一对基片面板中的每个基片面板的外表面上设置有导体，每个导体具有物理长度，所述物理长度沿着相应基片面板的长度延伸，以使得相应基片面板的所述外表面上设置的所述导体具有相同的第一电长度；

第二对基片面板，具有不同于所述第一对基片面板的物理尺寸，所述第二对基片面板以平行、间隔开的关系被设置以形成所述非正方形的矩形布置的第二对相对竖直壁，其中所述第二对基片面板中的每个基片面板的外表面上设置有导体，其中所述第二对基片面板上设置的所述导体被布置成具有与所述第一对基片面板上设置的所述导体中的每个导体相同的第一电长度。

2.根据权利要求1所述的天线，其中所述第二对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体具有耦合到它的介电材料，以便将其电长度改变为等于所述第一对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体的电长度。

3.根据权利要求1所述的天线，其中所述第二对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体具有之字或蜿蜒形状，使得其电长度等于所述第一对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体的电长度。

4.根据权利要求1所述的天线，其中所述第二对基片面板中的至少一个基片面板具有至少一个双急转弯，所述第二对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体当它在所述第一对基片面板之间伸展时，遵循所述至少一个双急转弯的路径，使得包括所述双急转弯的所述第二对基片面板中的所述至少一个基片面板上设置的所述导体的电长度等于所述第一对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体的电长度。

5.根据权利要求1所述的天线，其中所述第二对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体包含如下的导体，所述导体围绕用于针对宽带蜂窝网络的第五代5G天线的反射器的至少一部分而延展。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的天线，其中所述第二对基片面板上设置的所述导体中的至少一个导体被划分为至少两个部分，所述两个部分中的每个部分通过如下的导体被电连接，所述导体围绕用于针对宽带蜂窝网络的第五代5G天线的反射器的至少一部分而延展。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的天线，其中所述天线是多频带天线。

8.一种多频带天线，被适配为交错在第五代5G天线的二维阵列之中，

其中所述多频带天线被成形为基本上像两个相对表面缺失的中空的非正方形的平行六面体，其中缺失表面中的一个缺失表面在信号的源的近端，所述信号被供应给所述多频带天线以从其发射，并且相对的缺失表面在信号源的远端；

其中所述中空的非正方形的平行六面体包括

第一对相对支撑壁，所述第一对中的每个相应支撑壁具有厚度，以使得支撑壁适合在所述5G天线中的至少两个5G天线之间的间隙内，所述第一对支撑壁在它们之间具有第一物理距离，以及

第二对相对支撑壁，所述第二对相对支撑壁在它们之间具有第二物理距离，所述第一物理距离不同于所述第二物理距离；

所述支撑壁中的每个支撑壁支撑导体，所述导体用于从其进行辐射；以及

其中所述第一对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度，被适配为等于所述第二对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度。

9.根据权利要求8所述的多频带天线，其中所述第一对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度，通过在其上具有介电材料而被适配。

10.根据权利要求8所述的多频带天线，其中所述第一对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度，通过具有之字或蜿蜒形状而被适配。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的多频带天线，其中所述第一对支撑壁中的每个壁由至少两个分开的支撑壁部分组成，第一支撑壁部分支撑所述导体的第一部分，并且至少第二支撑壁部分支撑所述导体的第二部分；以及

其中由所述第一对中的其相应壁支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度，通过使由其相应壁部分支撑的用于辐射的所述导体的所述第一部分和所述第二部分相重叠而被适配。

12.一种多频带天线，被适配为交错在第五代5G天线的二维阵列之中，

其中所述中空的非正方形的平行六面体包括

第一对相对支撑壁，所述第一对中的每个相应支撑壁具有厚度，以使得支撑壁适合在5G天线的所述二维阵列内包含的所述5G天线中的至少两个5G天线之间的间隙内，所述第一对支撑壁在它们之间具有第一物理距离，以及

所述支撑壁中的每个支撑壁支撑导体，所述导体用于从其进行辐射；

其中所述第一对支撑壁中的每个壁由至少两个支撑壁部分组成，每个支撑壁部分支撑由所述第一对中的其相应壁支撑的用于辐射的所述导体的单独部分，在所述至少两个支撑壁部分之间，在所述第一对中的每个支撑壁中存在间隙，每个间隙由至少一个桥接导体桥接，所述至少一个桥接导体被包括作为由所述第一对中的其相应壁支撑的用于辐射的所述导体的一部分；以及

其中由所述第一对支撑壁中的每个相应支撑壁所支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度，被适配为等于所述第二对支撑壁中的每个相应支撑壁上支撑的用于辐射的所述导体中的每个导体的电长度。

13.根据权利要求12所述的天线，其中至少一个桥接导体被成形为围绕用于5G天线的相应反射器的一部分而延展，所述5G天线至少部分地进入相应间隙中。

14.根据权利要求12所述的天线，其中至少一个桥接导体被支撑以遵循位于相应间隙中的双急转弯的轮廓。

15.根据权利要求12所述的天线，其中至少一个桥接导体被支撑以遵循位于相应间隙中的双急转弯的轮廓，所述双急转弯由与所述壁部分相同的材料构成。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的天线，其中5G天线的所述二维阵列中的天线以格子设计被布置，使得每列相对于其相邻列竖直地被移位。