CN112928450B - 基站天线和通信基站 - Google Patents

基站天线和通信基站 Download PDF

Info

Publication number
CN112928450B
CN112928450B CN202110082163.9A CN202110082163A CN112928450B CN 112928450 B CN112928450 B CN 112928450B CN 202110082163 A CN202110082163 A CN 202110082163A CN 112928450 B CN112928450 B CN 112928450B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base station
coupling feed
station antenna
feed sheet
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110082163.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112928450A (zh
Inventor
滕康平
丁翔
邹义童
刘旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Original Assignee
CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CICT Mobile Communication Technology Co Ltd filed Critical CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Priority to CN202110082163.9A priority Critical patent/CN112928450B/zh
Publication of CN112928450A publication Critical patent/CN112928450A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112928450B publication Critical patent/CN112928450B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，提供一种基站天线和通信基站，所述基站天线包括反射板、辐射单元和耦合馈片，所述辐射单元和所述耦合馈片均安装于所述反射板的反射面，所述耦合馈片的反射面与所述反射板的反射面相对，所述耦合馈片与所述反射板电连接。本发明提供的基站天线和通信基站，通过在反射板的反射面上安装耦合馈片，并使耦合馈片的反射面与反射板的反射面相对，耦合馈片与辐射单元发出电磁波信号产生耦合谐振，并形成反射，反射出的信号与原信号的叠加，提升了水平面波束收敛性。同时，由于反射信号与原信号的叠加，使前向功率增加，进而改善天线的前后比。

Description

基站天线和通信基站
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基站天线和通信基站。
背景技术
随着通信网络的快速发展，通讯基站的扩充需求越来越大，为了缓解各运营的工程量和运营压力，以及为了避免在同一个站址重复建站，造成资源浪费，逐渐推出了通讯基站共建共享模式。由此，就要求基站天线在原有基础上扩充频段，以同时满足多个运营商的工作频段需求。
然而，目前挂塔的基站天线存在诸多限制，如0.8㎡的迎风面限制。导致基站天线在扩充频段和缩小尺寸后，全频段内的水平面波束宽度收敛性和前后比无法满足运营商的指标需求，导致通讯质量大打折扣。
在传统的基站天线设计思路中，频段扩充后只能通过增加天线宽度和微调辐射边界形状来改善全频段的水平面波束偏宽、偏窄问题，达到折中平衡的效果，但是无法解决其收敛性问题和前后比恶化问题。同时又因挂塔的诸多限制，无法做大幅的尺寸改动，指标优化效果不会太理想。
发明内容
本发明提供一种基站天线和通信基站，用以解决现有的基站天线在扩充频段和缩小尺寸后，导致全频段内的水平面波束宽度收敛性和前后比无法满足指标需求的问题。
本发明提供一种基站天线，包括反射板、辐射单元和耦合馈片，所述辐射单元和所述耦合馈片均安装于所述反射板的反射面，所述耦合馈片的反射面与所述反射板的反射面相对，所述耦合馈片与所述反射板电连接。
根据本发明提供的一种基站天线，所述辐射单元的数量为多个，每一所述耦合馈片设置于相邻两个所述辐射单元之间。
根据本发明提供的一种基站天线，多个所述辐射单元呈矩形阵列分布，沿所述矩形阵列的长度方向的每相邻两个所述辐射单元之间设有所述耦合馈片；和/或，沿所述矩形阵列的宽度方向的每相邻两个所述辐射单元之间设有所述耦合馈片。
根据本发明提供的一种基站天线，所述耦合馈片的最大特征尺寸为
Figure BDA0002909753690000021
其中，λ为所述辐射单元的工作频段内水平面波束收敛性低于指标值的频率点对应的波长。
根据本发明提供的一种基站天线，所述耦合馈片的形状为多边形或圆形。
根据本发明提供的一种基站天线，还包括谐振底座，所述谐振底座安装于所述反射板的反射面，所述耦合馈片安装于所述谐振底座，所述谐振底座由导电材料制成。
根据本发明提供的一种基站天线，所述谐振底座相对于所述反射板的高度为
Figure BDA0002909753690000022
根据本发明提供的一种基站天线，所述谐振底座包括一个或多个立柱，所述立柱的一端与所述反射板相连，所述立柱背离所述反射板的一端与所述耦合馈片相连。
本发明还提供一种通信基站，包括信号收发器和上述任一种基站天线，所述信号收发器与所述基站天线通信连接。
本发明提供的基站天线和通信基站，通过在反射板的反射面上安装耦合馈片，并使耦合馈片的反射面与反射板的反射面相对，耦合馈片与辐射单元发出电磁波信号产生耦合谐振，并形成反射，反射出的信号与原信号的叠加，提升了水平面波束收敛性。同时，由于反射信号与原信号的叠加，使前向功率增加，进而改善天线的前后比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基站天线的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基站天线的俯视图；
图3是本发明提供的基站天线中耦合装置的结构示意图；
附图标记：
1、反射板；2、辐射单元；31、耦合馈片；311、安装孔；32、谐振底座；321、立柱；4、侧板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1-图3描述本发明的基站天线。
如图1所示为本发明提供的基站天线的结构示意图。本发明实施例提供的基站天线包括反射板1、辐射单元2和耦合馈片31，辐射单元2和耦合馈片31均安装于反射板1的反射面，耦合馈片31的反射面与反射板1的反射面相对，耦合馈片31与反射板1电连接。
其中，反射板1为金属板状结构，其包括一反射面，辐射单元3安装于反射板1的反射面上。反射板1用于对辐射单元3发出的电磁波信号进行反射和增强，其具体形状可根据实际需要设计，例如矩形或圆形等。
耦合馈片31由导电材料制成，其也包括一反射面，耦合馈片31的反射面与反射板1的反射面相对，两者可以平行也可以呈一定角度倾斜。耦合馈片31与反射板1电连接，使形成电流回复。耦合馈片31的形状可以为圆形或多边形，如矩形或六边形等。如图1所示的呈正方形结构的耦合馈片31。
本发明实施例提供的基站天线，通过在反射板的反射面上安装耦合馈片，并使耦合馈片的反射面与反射板的反射面相对，每一耦合馈片与辐射单元发出电磁波信号产生耦合谐振，并形成反射，反射出的信号与原信号在辐射空间内叠加，合成一个水平面波束宽度相对窄的信号，解决了波束顶部偏平、塌陷的问题，起到对水平面波束收窄的作用，提升了水平面波束收敛性。同时，由于反射信号与原信号的叠加，使前向功率增加，进而改善天线的前后比。本发明实施例通过设置耦合馈片，在不改变原基站天线尺寸的情况下，同时达到提升水平波束收敛性和前后比的作用。
其中，反射板1的边缘设有侧板4，侧板4位于反射板1的反射面的一侧，其可垂直于反射板，也可以相对于反射板呈一定角度倾斜。侧板4可与反射板1一体成型也可以焊接固定。侧板4与每一辐射单元2相对应的位置构造有向背离反射板1的反射面的方向延伸的凸起结构，每一辐射单元2对应两个凸起结构。
本发明实施例中，辐射单元2的数量为多个，耦合馈片31的数量至少为一个，每一耦合馈片31设置于两个辐射单元2之间。耦合馈片31的数量和布置方式可根据辐射单元2的数量和其在反射板1上的具体排布设置。例如，辐射单元2有两个，两个辐射单元2之间设置一个耦合馈片31，即可起到对两个辐射单元2的水平面波束宽度收窄的作用。又例如，辐射单元2呈圆形阵列分布，每相邻两个辐射单元2之间设置一个耦合馈片31。
本发明一实施中，多个辐射单元2呈矩形阵列分布，沿矩形阵列的长度方向的每相邻两个辐射单元2之间设有耦合馈片31；和/或，沿矩形阵列的宽度方向的每相邻两个辐射单元2之间设有耦合馈片31。其中，耦合馈片31居中设置于两个辐射单元2的中间，使耦合馈片31对相邻两个辐射单元2形成对称的耦合谐振，对水平面波束宽度的收敛性具有更好的提升作用。
如图2所示为本发明实施例提供的基站天线的俯视图，如图1和图2所示，辐射单元2以3行2列的矩形阵列形式分布于反射板1。图中示出了矩形阵列的长度方向上每相邻两个辐射单元2之间设有耦合馈片31；当然，也可在沿矩形阵列的宽度方向上的两个辐射单元2之间设置耦合馈片31；或者在任何相邻两个辐射单元2之间均设置耦合馈片31，具体可根据辐射单元2的水平面波束宽度收敛性情况进行调整。
进一步的，反射板1为长方形板状结构，侧板4沿反射板1的长度方向延伸。阵列式的多个辐射单元2居中布置于反射板1。使得侧板4和耦合馈片31整体形成对称性结构，进一步提升水平面波束宽度的收敛性，并使天线整体的前后比具有较好的对称性。
本发明实施例中，耦合馈片31的最大特征尺寸为
Figure BDA0002909753690000061
λ为辐射单元2的工作频段内水平面波束收敛性低于指标值的频率点对应的波长。其中，耦合馈片31的最大特征尺寸为其反射面上的最大尺寸。例如，耦合馈片31为方形，则最大特征尺寸为方形的两个对角线长度；耦合馈片31为圆形，则最大特征尺寸在圆形的直径。
本发明实施例提供的基站天线还包括谐振底座32，谐振底座32安装于反射板1的反射面，耦合馈片31安装于谐振底座32。谐振底座32可与反射板1一体成型，也可以与反射板1焊接固定。谐振底座32由导电材料制成。耦合馈片31和谐振底座32共同形成立体结构的耦合装置。耦合馈片31通过谐振底座32与反射板1电连接，形成谐振回路。在基站天线中，辐射单元2发出的信号打在耦合装置上形成耦合电流，耦合电流在耦合装置中流动并产生新的辐射信号发出。通过谐振底座32增加电流路径，可使耦合馈片31尺寸设计可得以缩小，从而使整个耦合装置的设计尺寸得以缩小，使天线整机设计更灵活。立体结构的耦合装置设计大大增加了可形成的电流路径种类，进而增加了耦合频率的范围，使基站天线在频率上使用范围更广。
进一步的，谐振底座32相对于反射板1的高度为
Figure BDA0002909753690000062
当耦合馈片31的最大特征尺寸为
Figure BDA0002909753690000063
且谐振底座32相对反射板1的高度为
Figure BDA0002909753690000064
时，两者组合形成
Figure BDA0002909753690000065
的电流路径。
具体的，谐振底座32包括一个或多个立柱321，立柱321的一端与反射板1相连，立柱321背离反射板1的反射面的另一端与耦合馈片31相连。其中，立柱321的数量可根据实际需求确定，通过对立柱321数量的调整，可实现对耦合馈片31的耦合反射强度的微调。例如，如图3所示为本发明提供的基站天线中耦合装置的结构示意图，本发明实施例中，耦合馈片31通过两个立柱321与反射板1连接。其中，立柱321可为杆状结构，也可以为其他结构形式的变形，如片状结构。立柱321在平行于反射板1的反射面的横截面形状可以为圆形或多边形。
其中，耦合馈片31上设有对应于立柱321设有安装孔311，立柱321与耦合馈片31相接触的端面攻有螺纹孔，耦合馈片31与立柱321通过螺钉连接。耦合馈片31和立柱321均由导电金属材料制成，如铝或者镀银铝等。当然，耦合馈片31与立柱321也可以为一体成型式结构。
本发明还提供一种通信基站，该通信基站包括信号收发器和上述任一实施例所述的基站天线，信号收发器与基站天线通信连接。该基站通过基站天线和信号收发器实现信号的接收和发送。具体的，信号收发器接收电信号并将其转化为电磁波信号传输至基站天线，由基站天线向空间辐射；基站天线接收电磁波信号并将其传输至信号收发器，信号收发器将该电磁波信号传化为电信号。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种基站天线，其特征在于，包括反射板、辐射单元、耦合馈片和谐振底座，所述辐射单元和所述耦合馈片均安装于所述反射板的反射面，所述耦合馈片的反射面与所述反射板的反射面相对；所述谐振底座安装于所述反射板的反射面，所述耦合馈片安装于所述谐振底座，所述谐振底座由导电材料制成，所述耦合馈片通过所述谐振底座与所述反射板电连接，形成谐振回路；所述谐振底座包括一个或多个立柱，所述立柱的一端与所述反射板相连，所述立柱背离所述反射板的一端与所述耦合馈片的内侧相连；
所述耦合馈片的最大特征尺寸为
Figure FDA0004073479980000011
所述谐振底座相对于所述反射板的高度为
Figure FDA0004073479980000012
其中，λ为所述辐射单元的工作频段内水平面波束收敛性低于指标值的频率点对应的波长。
2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述辐射单元的数量为多个，每一所述耦合馈片设置于相邻两个所述辐射单元之间。
3.根据权利要求2所述的基站天线，其特征在于，多个所述辐射单元呈矩形阵列分布，沿所述矩形阵列的长度方向的每相邻两个所述辐射单元之间设有所述耦合馈片；和/或，沿所述矩形阵列的宽度方向的每相邻两个所述辐射单元之间设有所述耦合馈片。
4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述耦合馈片的形状为多边形或圆形。
5.一种通信基站，包括信号收发器，其特征在于，还包括如权利要求1～4任一项所述的基站天线，所述信号收发器与所述基站天线通信连接。
CN202110082163.9A 2021-01-21 2021-01-21 基站天线和通信基站 Active CN112928450B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110082163.9A CN112928450B (zh) 2021-01-21 2021-01-21 基站天线和通信基站

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110082163.9A CN112928450B (zh) 2021-01-21 2021-01-21 基站天线和通信基站

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112928450A CN112928450A (zh) 2021-06-08
CN112928450B true CN112928450B (zh) 2023-04-14

Family

ID=76164024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110082163.9A Active CN112928450B (zh) 2021-01-21 2021-01-21 基站天线和通信基站

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112928450B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113866521B (zh) * 2021-11-30 2022-04-22 荣耀终端有限公司 一种天线检测装置、天线检测系统及天线检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102509897A (zh) * 2011-11-24 2012-06-20 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种双频双极化基站天线的平面双螺旋阵列
CN102570056A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 摩比天线技术（深圳）有限公司 一种超宽频双极化电调天线
CN204205067U (zh) * 2014-05-26 2015-03-11 深圳光启高等理工研究院 天线装置
CN104681927A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 深圳光启创新技术有限公司 天线
CN108695601A (zh) * 2018-03-22 2018-10-23 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种天线组阵及多端口天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104466426A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 李梓萌 一种用于基站天线的反射板以及基站天线阵列结构
KR101750336B1 (ko) * 2017-03-31 2017-06-23 주식회사 감마누 다중대역 기지국 안테나
CN108321511B (zh) * 2018-03-27 2024-02-23 京信通信技术(广州)有限公司 通信基站及其基站天线
US10700441B2 (en) * 2018-07-20 2020-06-30 Huawei Technologies Co., Ltd. Configurable wide scan angle array
EP3931910A4 (en) * 2019-03-01 2022-03-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) ANTENNA DEVICE AND BASE STATION THEREOF
CN110444858B (zh) * 2019-07-29 2021-09-07 中信科移动通信技术股份有限公司 提升指标的方法、天线阵列及基站天线
CN210806016U (zh) * 2019-10-22 2020-06-19 南京澳博阳射频技术有限公司 一种新型的宽频带多阵列基站天线反射板及基站天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102509897A (zh) * 2011-11-24 2012-06-20 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种双频双极化基站天线的平面双螺旋阵列
CN102570056A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 摩比天线技术（深圳）有限公司 一种超宽频双极化电调天线
CN104681927A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 深圳光启创新技术有限公司 天线
CN204205067U (zh) * 2014-05-26 2015-03-11 深圳光启高等理工研究院 天线装置
CN108695601A (zh) * 2018-03-22 2018-10-23 武汉虹信通信技术有限责任公司 一种天线组阵及多端口天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112928450A (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110034377B (zh) 天线装置
EP3007275B1 (en) Antenna radiation unit and antenna
JP2015521441A (ja) アンテナアレイ、アンテナ装置及び基地局
JP2015050669A (ja) アンテナ及びセクタアンテナ
CN110854550A (zh) 一种天线阵列、基站天线及天线指标提升方法
CN107317121A (zh) 一种基于三维毫米波阵列天线的移动终端
CN112928450B (zh) 基站天线和通信基站
CN107546478B (zh) 采用特殊方向图阵元的宽角扫描相控阵天线及设计方法
CN112271444B (zh) 一种高增益双极化siw-cts天线阵
US11374331B1 (en) Base station antenna including Fabrey-Perot cavities
CN210430092U (zh) 一种移动通信天线的单元结构及阵列结构
WO2015133458A1 (ja) アレイアンテナ及びセクタアンテナ
CN109599665B (zh) 一种双极化阵列天线及其应用
WO2015159871A1 (ja) アンテナ及びセクタアンテナ
CN213878430U (zh) 一种低频振子单元和天线
CN210806016U (zh) 一种新型的宽频带多阵列基站天线反射板及基站天线
JP2014045278A (ja) 周波数共用指向性アンテナ
CN211376942U (zh) 一种移动通信基站的栅格式波导天线阵
RU2716835C1 (ru) Способ построения вибраторного излучателя
KR20030075524A (ko) 이동 통신 기지국용 다중 빔 배열 안테나 장치
CN217485706U (zh) 天线组件和基站天线
CN108767498B (zh) 一种可控制波束宽度的多系统基站天线
CN210111028U (zh) 基站天线
CN219874052U (zh) 一种多重mimo窄波束、高增益基站天线
US11276943B2 (en) Low-profile vertically-polarized omni antenna

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20221207

Address after: 430205 No.1 tanhu 2nd Road, Canglong Island, Jiangxia District, Wuhan City, Hubei Province

Applicant after: CITIC Mobile Communication Technology Co.,Ltd.

Address before: 430205 No.1 tanhu 2nd Road, Canglong Island, Jiangxia District, Wuhan City, Hubei Province

Applicant before: Wuhan Hongxin Technology Development Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant