CN113809512A - 基站天线 - Google Patents

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CN113809512A CN202010552770.2A CN202010552770A CN113809512A CN 113809512 A CN113809512 A CN 113809512A CN 202010552770 A CN202010552770 A CN 202010552770A CN 113809512 A CN113809512 A CN 113809512A
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Abstract

本公开涉及基站天线。一种基站天线，包括：辐射元件，被构造成在预定频带工作；以及屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽所述预定频带的至少一部分内的电磁辐射，其中，所述屏蔽装置由超材料制成。

Description

基站天线
技术领域
本公开涉及基站天线。
背景技术
蜂窝通信系统在本领域中是公知的。在典型的蜂窝通信系统中，地理区域被划分为一系列被称为“小区”的区域，并且每个小区由基站服务。基站可以包括被配置为提供与位于整个小区中的订户的双向射频(“RF”)通信的基站天线、基带装备和无线电设备。在许多情况下，小区可以被划分为多个“扇区”，并且不同的基站天线为每个扇区提供覆盖。基站天线通常被安装在塔上或其他凸起结构上，由每个天线生成的辐射波束(“天线波束”)向外指向以服务相应的扇区。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件，被构造成在预定频带工作；以及屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽所述预定频带的至少一部分内的电磁辐射，其中，所述屏蔽装置由超材料制成。
在根据本公开的一些实施例中，所述屏蔽装置包括：电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；接地层，位于所述电介质层的第二表面；以及图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
在根据本公开的一些实施例中，所述接地层电连接到所述多个图案单元中的至少一些图案单元。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定形状包括矩形、圆形、三角形、六边形、环形。
在根据本公开的一些实施例中，所述接地层通过导电通孔电连接到所述多个图案单元中的每一个。
在根据本公开的一些实施例中，所述屏蔽装置包括：电介质层，由电介质材料形成；以及图案层，位于所述电介质层的表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
在根据本公开的一些实施例中，所述图案单元包括：电容结构；以及与所述电容结构串联的电感结构。
在根据本公开的一些实施例中，所述电容结构为片状结构，所述电感结构为线状结构。
在根据本公开的一些实施例中，每个所述图案单元中的电感结构与相邻的图案单元中的电感结构电连接。
在根据本公开的一些实施例中，所述电容结构大致为正方形。
在根据本公开的一些实施例中，所述正方形的每条边或每个角具有凹陷区域，所述电感结构包括分别与所述凹陷区域对应的4个线状结构，每个线状结构从对应的凹陷区域中向外延伸并且与相邻的图案单元中的线状结构电连接。
在根据本公开的一些实施例中，每个所述线状结构被构造为包含与所述正方形的对应的边平行的一个或多个部分。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定频带与相邻的图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度以及所述电介质材料的介电常数相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定频带与所述导电通孔的尺寸相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定频带与所述片状结构的面积、所述线状结构的长度以及所述线状结构的宽度相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定频带为5.15GHz-5.25GHz。
根据本公开的另一个方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件，被构造成在第一预定频带和第二预定频带工作；以及屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，其中，所述屏蔽装置包括：第一电介质层，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；第二电介质层，包括第三表面和与第三表面相对的第四表面；公共接地层，位于第一电介质层的第二表面和第二电介质层的第四表面之间；第一图案层，位于所述第一电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；第二图案层，位于所述第二电介质层的第三表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
在根据本公开的一些实施例中，所述公共接地层电连接到所述第一图案层和第二图案层。
在根据本公开的一些实施例中，所述预定形状包括矩形、圆形、三角形、六边形、环形。
在根据本公开的一些实施例中，所述公共接地层通过第一导电通孔电连接到所述第一图案层，以及所述公共接地层通过第二导电通孔电连接到第二图案层。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一预定频带与相邻的第一图案单元之间的间距、第一电介质层的厚度、第一电介质材料的介电常数、第一图案单元的尺寸相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述第二预定频带与相邻的第二图案单元之间的间距、第二电介质层的厚度、第二电介质材料的介电常数、第二图案单元的尺寸相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一频带与所述第一导电通孔的尺寸相关，所述第二频带与所述第二导电通孔的尺寸相关。
根据本公开的又一个方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件，被构造成在第一频带和第二频带工作；以及屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，其中，所述屏蔽装置包括：电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；第二图案层，位于所述电介质层的第二表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一图案单元包括：第一电容结构；以及与所述第一电容结构串联的第一电感结构，所述第二图案单元包括：第二电容结构；以及与所述第二电容结构串联的第二电感结构。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一电容结构和第二电容结构为片状结构，所述第一电感结构和第二电感结构为线状结构。
在根据本公开的一些实施例中，每个第一图案单元中的第一电感结构与相邻的第一图案单元中的电感结构电连接，每个第二图案单元中的第二电感结构与相邻的第二图案单元中的电感结构电连接。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一电容结构和第二电容结构大致为正方形。
在根据本公开的一些实施例中，所述正方形的每条边或每个角具有凹陷区域，所述第一电感结构和第二电感结构包括分别与所述凹陷区域对应的4个线状结构，每个线状结构从对应的凹陷区域中向外延伸并且与相邻的图案单元中的线状结构电连接。
在根据本公开的一些实施例中，每个所述线状结构被构造为包含与所述正方形的对应的边平行的一个或多个部分。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一频带与第一图案单元的尺寸、相邻的第一图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度、所述电介质材料的介电常数相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述第二频带与第二图案单元的尺寸、相邻的第二图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度、所述电介质材料的介电常数相关。
在根据本公开的一些实施例中，所述第一频带与第一图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关，所述第二频带与第二图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关。
根据本公开的又一个方面，提供了一种基站，包括上述根据本公开的基站天线。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1示出了基站天线的示意图。
图2示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的剖面图。
图3示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图4和图5示出了包括根据本公开的实施例的屏蔽装置的基站天线在5.15GHz-5.25GHz频带上两个不同极化的天线波束的旁瓣水平SLL的图。
图6示出了根据本公开的又一个实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图7示出了根据本公开的又一个实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图8A-8C是例示制造根据本公开的实施例的屏蔽装置的流程的图。
图9示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的示意图。
图10示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的剖面图。
图11示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图12示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层中图案单元的示意图。
图13示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图14示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层中图案单元的示意图。
图15示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图16示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层中图案单元的示意图。
图17示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图18示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层中图案单元的示意图。
图19示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的剖面图。
图20示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
图21示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。
注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
基站天线通常设置在较高的建筑(例如天线塔)上，并且向外辐射电磁辐射。在许多情况下，辐射图可以被设计成具有较小的下倾角(例如1°-10°)。基站天线还会向上辐射电磁波。在一些规范中，对于相对水平方向超过一定角度发射的辐射量给出了限制。这些限制可以例如保护卫星免受干扰。例如，美国联邦通信委员会(FCC)规定，在UN-II1波段(5.15GHz-5.25GHz)，向上与水平面夹角大于30度的方向中，有效全向辐射功率(EffectiveIsotropic Radiated Power,EIRP)必须小于125mW。通常，基站天线的辐射图的中心或主波束的向上的波束宽度小于60°，因此主波束通常不会在水平面上大于或等于30°处发射辐射。但是，基站天线的辐射图通常还包括所谓的旁瓣。旁瓣是指主波束两侧的辐射图的次级峰。旁瓣的最大增益经常被称为旁瓣的“水平”。为了将向上的辐射量保持在一定限制内，必须将基站天线的旁瓣水平(Side Slobe Level,SLL)保持在一定水平以下。在该区域中的SLL主要是由于爬行波(creeping wave)的衍射导致的。爬行波通常由可以在基站天线的反射板上流动的表面电流产生。
图1示出了基站天线的示意图。如图1所示，为了限制爬行波产生的向上的辐射，在辐射元件阵列101的上方，设置有屏蔽装置102。屏蔽装置102可以屏蔽从辐射元件阵列101向上散射和/或在天线的反射板表面上流动的爬行波产生的电磁波。屏蔽装置102可以是例如由吸波材料制成的板状部件。但是，吸波材料的成本较高，由此增加了基站天线的成本。
在根据本公开的一些实施例中，屏蔽装置可以由超材料构成。超材料是一种具有特殊性质的人造材料，可以让电磁波改变它们的通常性质。超材料的性质源于其精密的几何结构以及尺寸大小。
图2示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的剖面图。如图2所示，屏蔽装置200包括接地层201、电介质层202以及图案层203。在一些实施例中，可以使用印刷电路板来实现屏蔽装置200的全部三层。其中，电介质层202由电介质材料形成，例如电介质材料可以为FR4。接地层201在电介质层202的一个表面(第二表面)上，接地层201可以为例如金属层，例如铜层等。图案层203在电介质层202的另一个表面(第一表面)上。图案层203由导电材料(例如金属等)形成并且包括由预定形状的多个图案(即图案单元)构成的阵列。
图3示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的图案的示意图。如图3所示，图案层203由多个正方形导电区域2031构成阵列形式。并且每个正方形导电区域2031的中心具有导电通孔2032，使得该正方形导电区域2031经由导电通孔2032电连接到接地层201。
通过适当地设置屏蔽装置200的参数，该屏蔽装置200能够屏蔽预定频带的电磁波。例如，屏蔽装置200可以通过吸收、反射和/或散射等方式实现电磁波的屏蔽。这些参数可以包括例如：电介质层202的厚度、电介质材料的介电常数、每个图案2031的形状和尺寸、相邻图案的间距等。
例如，在根据本公开的一个实施例中，希望该屏蔽装置200屏蔽5.15GHz-5.25GHz频带的电磁波，则可以设置电介质层202的厚度为60mil(毫英寸)，电介质材料FR4的介电常数为5，正方形的图案2031的边长为9.7mm，相邻图案2031的间距为10.5mm，通孔的直径为1mm。
图4和图5分别示出了表示包括上述实施例的屏蔽装置的基站天线的正极化口P1和负极化口P2在5.15GHz-5.25GHz频带的SLL的曲线410和曲线510。此外，图4和图5中还示出了在基站天线中使用传统的吸波材料制造的屏蔽装置时测量的曲线420和520，以及在基站天线中不设置屏蔽装置时测量的曲线430和530。从图4和图5可以看出，在基站天线中采用屏蔽装置，可以降低5.15GHz-5.25GHz频带的SLL。
从图4和图5可以看出，采用根据本公开的实施例的由超材料制成的屏蔽装置替代传统的吸波材料制成的装置，同样可以实现屏蔽预定波段的电磁波的效果。因此，设置在辐射元件阵列上方的屏蔽装置可以降低向上方辐射的电磁波的SLL。
除了图3所示的图案外，图案层也可以包含其它的图案，本公开对此并不做限制。
例如，图6示出了根据本公开的又一个实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。如图6所示，该图案层包括由多个圆形区域6031构成的阵列，每个圆形区域6031的中心通过导电通孔6032电连接到位于电介质层另一侧的接地层。
图7示出了根据本公开的又一个实施例的屏蔽装置的图案层的示意图。如图7所示，该图案层包括由多个六边形区域7031构成的阵列，每个六边形区域7031的中心通过导电通孔7032电连接到位于电介质层另一侧的接地层。
应当理解，上面给出了图案层的一些图案的示例，但是本公开不限于此。例如，图案层也可以包含其它形状的区域的阵列，例如三角形、矩形、环形等等。
此外，如上面所述，根据本公开的实施例的屏蔽装置的参数取决于所要屏蔽的电磁波的频带。这些参数包括，例如，图案层中各个区域的尺寸和间距、通孔的直径、电介质层的厚度、电介质材料的介电常数等。
此外，根据本公开的实施例的屏蔽装置设置在基站天线中时，可以使图案层面对基站天线中的辐射元件阵列，也可以使接地层面对基站天线中的辐射元件阵列。这两种布置方式都能够实现对预定频带的电磁波的屏蔽。
图8A-图8C示出了制造根据本公开的实施例的屏蔽装置的流程。如图8A所示，首先，以电介质材料制成的基板811作为屏蔽装置的电介质层，在该基板811上的预定位置形成通孔812。
然后，如图8B所示，在基板811的两侧分别形成金属层813和金属层814。其中，金属层813作为屏蔽装置的接地层。例如，可以通过沉积或电镀等方式形成金属层813和金属层814。此外，在形成金属层813和金属层814的过程中，通孔812的侧壁或内部也形成了金属层或金属塞，从而使得金属层813和金属层814彼此电连接。
最后，如图8C所示，对金属层814进行图案化处理，从而形成预定形状的图案的阵列。其中，每个预定形状的图案区域都通过对应的通孔812电连接到金属层813(即接地层)。
应当理解，制造根据本公开的实施例的屏蔽装置的方法不限于上面图8A-图8C所示的流程。本领域技术人员可以采用任意流程和方法，只要能得到根据本公开的实施例的屏蔽装置即可。
图9示出了根据本公开的又一个实施例的屏蔽装置的示意图。如图9所示，屏蔽装置900包括：第一图案层905、第一电介质层904、公共接地层901、第二电介质层902以及第二图案层903。其中，第一电介质层904和第二电介质层902均由电介质材料制成。公共接地层901为导电层，例如可以为一层金属层。第一图案层905和第二图案层903均由导电材料(例如金属等)形成，并且各自包括由预定形状的多个图案构成的阵列。在该实施例中，第一图案层905的图案的阵列和第二图案层903的图案的阵列可以不同。
通过设计屏蔽装置900的参数，使得屏蔽装置900能够屏蔽第一预定频带(例如5.15GHz-5.25GHz)的电磁波以及与第一频带不同的第二预定频带(例如3.1GHz-4.2GHz)的电磁波。因此，根据本公开的屏蔽装置900可以屏蔽两个不同频带的电磁波，适用于使用多种频带进行通信的基站天线。
例如，在根据本公开的一些实施例中，可以根据第一预定频带设计屏蔽装置900中第一电介质层的厚度、第一电介质层的电介质材料的介电常数、第一图案层中的图案的形状、尺寸以及相邻图案的间距等。并且可以根据第二预定频带设计屏蔽装置900中第二电介质层的厚度、第二电介质层的电介质材料的介电常数、第二图案层中的图案的形状、尺寸以及相邻图案的间距等。这样，屏蔽装置900可以屏蔽两个不同频带的电磁波。
此外，在根据本公开的一些实施例中，还可以使得第一图案层和第二图案层中的各个图案区域通过对应的通孔电连接到公共接地层。由于上面已经参照图3-图8描述了具有通孔的屏蔽装置200，这里就不再重复描述。
此外，在根据本公开的一些实施例中，也可以将两个或更多个图2所示的屏蔽装置200叠加起来，每个屏蔽装置200针对不同的预定频带，同样可以实现图9所示的屏蔽装置900的效果。
图10示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的剖面图。如图10所示，在屏蔽装置1000中，包括电介质层1002和导电的图案层1003。同图2所示的屏蔽装置200相比，屏蔽装置1000没有接地层。
在根据本公开的一些实施例中，每个图案单元可以包括电容结构和与电容结构串联的电感结构。此外，各个图案单元可以通过电感结构彼此连接。例如，每个图案单元中的电感结构可以与相邻的图案单元中的电感结构电连接。
图11示出了图10的屏蔽装置1000的图案层的一个示例。如图11所示，图案层由导电材料(例如铜、铝、金、银等)形成并且由包括沿横向和纵向重复排列的多个图案单元构成。
图12示出了图11中的图案层中的一个图案单元的示意图。从图12可以看出，图案单元大体上是正方形。图案单元包括片状结构1211和多个线状结构1212，并且线状结构1212从正方形的片状结构1211的相应的边向外延伸，从而与对应的相邻的图案单元中的线状结构电连接。利用图11和图12所示的图案，可以形成电容和电感串联的电路。通过调节相邻的图案单元之间的间距(例如，相邻的片状结构1211之间的间距)、片状结构1211的尺寸(例如面积、边长等)，可以调节电容的大小。通过调节线状结构1212的尺寸(例如长度、宽度等)，可以调节电感的大小。屏蔽装置所屏蔽的电磁波的预定频带取决于电容和电感的大小，因此，通过调节图案单元的各个参数，可以调节与屏蔽装置对应的预定频带。
图13示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的另一个示例。图14示出了图13的图案层中的图案单元的示意图。如图13和图14所示，图案单元大体上是正方形。图案单元包括片状结构1411和线状结构1412，并且线状结构1412从正方形的片状结构1411边上的凹陷区域1413向外延伸，从而与相邻的图案单元中的线状结构电连接。利用凹陷区域1413，可以增加线状结构1412的长度，从而增大图案单元中的电感值。
图15示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的又一个示例。图16示出了图15的图案层中的图案单元的示意图。如图15和图16所示，图案单元大体上是正方形。图案单元包括片状结构1611和线状结构1612，并且线状结构1612从正方形的片状结构1611的边上的凹陷区域1613向外延伸，从而与相邻的图案单元中的线状结构电连接。此外，为了增加线状结构1612的长度，线状结构1612还具有与大致正方形的片状结构1611的边平行的部分1614和1615。通过两个平行的部分1614和1615，可以增加线状结构1612的长度，从而增大图案单元中的电感值。
图17示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置的图案层的又一个示例。图18示出了图17的图案层中的图案单元的示意图。如图17和图18所示，图案单元大体上是正方形。图案单元包括片状结构1811和线状结构1812，并且线状结构1812从正方形的片状结构1811的边上的凹陷区域1813向外延伸，从而与相邻的图案单元中的线状结构电连接。凹陷区域1813位于正方形的角。这样，线状结构1812将沿着正方形的对角线方向延伸，有利于增加线状结构1812的长度。此外，为了增加线状结构1812的长度，线状结构1812还具有与正方形的边平行的部分1814。通过平行的部分1814，可以增加线状结构1812的长度，从而增大图案单元中的电感值。
图19示出了根据本公开的实施例的屏蔽装置1900的剖面图。如图19所示，屏蔽装置1900包括：电介质层1902、第一图案层1903和第二图案层1905。其中第一图案层1903位于电介质层1902的一个表面，第二图案层1905位于电介质层1902的另一个表面。与上面图11-图18所示的根据本公开的实施例相似，第一图案层1903和第二图案层1905都是由导电材料制成。第一图案层1903包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列，第二图案层1905包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。第一图案单元和第二图案单元可以相同，也可以不同。在第一图案单元和第二图案单元不同的情况下，屏蔽装置1900可以屏蔽两个不同频带(第一频带和第二频带)的电磁波。第一频带可以与第一图案单元的尺寸、相邻的第一图案单元之间的间距、电介质层1902的厚度、电介质材料的介电常数相关，第二频带可以与第二图案单元的尺寸、相邻的第二图案单元之间的间距、电介质层1902的厚度、所述电介质材料的介电常数相关。例如，第一频带可以与第一图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关，第二频带可以与第二图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关。第一图案单元和第二图案单元可以与上面参照图12、图14、图16和图18描述的图案单元相似，这里就不再重复描述。
上面给出了根据本公开的一些实施例的图案层和图案单元的示意性例子。但是，应当理解，本公开不限于此，例如，图案单元可以为其它形状，例如矩形、圆形、多边形、甚至不规则的形状等，本公开对此不做限制。
应当理解，在本公开中，如果两个频带所包含的频率范围完全相同(即最低频率和最高频率都相同)，则称为两个频带相同。否则，则认为这两个频带不同。例如，两个不同的频带可以有一部分频率交叠(即一部分频率既属于第一频带又属于第二频带)，也可以完全分离(即没有公共的频率)。
此外，在根据本公开的一些实施例中，各个图案单元可以具有不同的尺寸。图20示出了屏蔽装置1000的图案层的一个示例。如图20所示，各个图案单元中的片状结构2011的面积从左向右逐渐减小。相应地，线状结构2012的长度从左向右逐渐增加。通过合理地设置各个参数，利用图20所示的图案层也能够实现预定频带的电磁波的屏蔽。
此外，在根据本公开的一些实施例中，图案层可以包括多种图案单元。图21示出了屏蔽装置1000的图案层的示意图。该图案层包括两种结构不同的图案单元2120和2130。图21并没有示出图案单元2120和2130的具体结构，但是，本领域技术人员根据本公开的教导，可以设计合适的结构以及图案单元的间隔等参数，使得具有图21所示图案层的屏蔽装置1000能够屏蔽预定波段的电磁波。
根据本公开的一些实施例，还可以包括以下技术方案：
1、一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在预定频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽所述预定频带的至少一部分内的电磁辐射，
其中，所述屏蔽装置由超材料制成。
2、根据1所述的基站天线，其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
接地层，位于所述电介质层的第二表面；以及
图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
3、根据2所述的基站天线，其中，所述接地层电连接到所述多个图案单元中的至少一些图案单元。
4、根据2所述的基站天线，其中，所述预定形状包括矩形、圆形、三角形、六边形、环形。
5、根据2-4中任一项所述的基站天线，其中，所述接地层通过导电通孔电连接到所述多个图案单元中的每一个。
6、根据1所述的基站天线，其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成；以及
图案层，位于所述电介质层的表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
7、根据6所述的基站天线，其中，所述图案单元包括：
电容结构；以及
与所述电容结构串联的电感结构。
8、根据7所述的基站天线，其中，所述电容结构为片状结构，所述电感结构为线状结构。
9、根据7或8所述的基站天线，其中，每个所述图案单元中的电感结构与相邻的图案单元中的电感结构电连接。
10、根据8所述的基站天线，其中，所述电容结构大致为正方形。
11、根据10所述的基站天线，其中，所述正方形的每条边或每个角具有凹陷区域，所述电感结构包括分别与所述凹陷区域对应的4个线状结构，每个线状结构从对应的凹陷区域中向外延伸并且与相邻的图案单元中的线状结构电连接。
12、根据11所述的基站天线，其中，每个所述线状结构被构造为包含与所述正方形的对应的边平行的一个或多个部分。
13、根据2-12中任一项所述的基站天线，其中，所述预定频带与相邻的图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度以及所述电介质材料的介电常数相关。
14、根据5所述的基站天线，其中，所述预定频带与所述导电通孔的尺寸相关。
15、根据8-12中任一项所述的基站天线，其中，所述预定频带与所述片状结构的面积、所述线状结构的长度以及所述线状结构的宽度相关。
16、根据1所述的基站天线，其中，所述预定频带为5.15GHz-5.25GHz。
17、一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在第一预定频带和第二预定频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，
其中，所述屏蔽装置包括：
第一电介质层，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
第二电介质层，包括第三表面和与第三表面相对的第四表面；
公共接地层，位于第一电介质层的第二表面和第二电介质层的第四表面之间；
第一图案层，位于所述第一电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；
第二图案层，位于所述第二电介质层的第三表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
18、根据17所述的基站天线，其中，所述公共接地层电连接到所述第一图案层和第二图案层。
19、根据17所述的基站天线，其中，所述预定形状包括矩形、圆形、三角形、六边形、环形。
20、根据17-19中任一项所述的基站天线，其中，所述公共接地层通过第一导电通孔电连接到所述第一图案层，以及所述公共接地层通过第二导电通孔电连接到第二图案层。
21、根据17-20中任一项所述的基站天线，其中，所述第一预定频带与相邻的第一图案单元之间的间距、第一电介质层的厚度、第一电介质材料的介电常数、第一图案单元的尺寸相关。
22、根据17-20中任一项所述的基站天线，其中，所述第二预定频带与相邻的第二图案单元之间的间距、第二电介质层的厚度、第二电介质材料的介电常数、第二图案单元的尺寸相关。
23、根据20所述的基站天线，其中，所述第一频带与所述第一导电通孔的尺寸相关，所述第二频带与所述第二导电通孔的尺寸相关。
24、一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在第一频带和第二频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，
其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
第一图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；
第二图案层，位于所述电介质层的第二表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
25、根据24所述的基站天线，其中，所述第一图案单元包括：
第一电容结构；以及
与所述第一电容结构串联的第一电感结构，
所述第二图案单元包括：
第二电容结构；以及
与所述第二电容结构串联的第二电感结构。
26、根据25所述的基站天线，其中，所述第一电容结构和第二电容结构为片状结构，所述第一电感结构和第二电感结构为线状结构。
27、根据26所述的基站天线，其中，每个第一图案单元中的第一电感结构与相邻的第一图案单元中的电感结构电连接，每个第二图案单元中的第二电感结构与相邻的第二图案单元中的电感结构电连接。
28、根据26所述的基站天线，其中，所述第一电容结构和第二电容结构大致为正方形。
29、根据28所述的基站天线，其中，所述正方形的每条边或每个角具有凹陷区域，所述第一电感结构和第二电感结构包括分别与所述凹陷区域对应的4个线状结构，每个线状结构从对应的凹陷区域中向外延伸并且与相邻的图案单元中的线状结构电连接。
30、根据29所述的基站天线，其中，每个所述线状结构被构造为包含与所述正方形的对应的边平行的一个或多个部分。
31、根据24-30中任一项所述的基站天线，其中，所述第一频带与第一图案单元的尺寸、相邻的第一图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度、所述电介质材料的介电常数相关。
32、根据24-30中任一项所述的基站天线，其中，所述第二频带与第二图案单元的尺寸、相邻的第二图案单元之间的间距、所述电介质层的厚度、所述电介质材料的介电常数相关。
33、根据26所述的基站天线，其中，所述第一频带与第一图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关，所述第二频带与第二图案单元中的片状结构的面积、线状结构的长度和宽度相关。
34、一种基站，包括1-33中任一项所述的基站天线。
在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。
如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。
另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。
另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。
本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在预定频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽所述预定频带的至少一部分内的电磁辐射，
其中，所述屏蔽装置由超材料制成。
2.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
接地层，位于所述电介质层的第二表面；以及
图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
3.根据权利要求2所述的基站天线，其中，所述接地层电连接到所述多个图案单元中的至少一些图案单元。
4.根据权利要求2所述的基站天线，其中，所述预定形状包括矩形、圆形、三角形、六边形、环形。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的基站天线，其中，所述接地层通过导电通孔电连接到所述多个图案单元中的每一个。
6.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成；以及
图案层，位于所述电介质层的表面，所述图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个图案单元构成的阵列。
7.根据权利要求6所述的基站天线，其中，所述图案单元包括：
电容结构；以及
与所述电容结构串联的电感结构。
8.一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在第一预定频带和第二预定频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，
其中，所述屏蔽装置包括：
第一电介质层，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
第二电介质层，包括第三表面和与第三表面相对的第四表面；
公共接地层，位于第一电介质层的第二表面和第二电介质层的第四表面之间；
第一图案层，位于所述第一电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；
第二图案层，位于所述第二电介质层的第三表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
9.一种基站天线，包括：
辐射元件，被构造成在第一频带和第二频带工作；以及
屏蔽装置，设置在所述辐射元件上方并且被构造成屏蔽第一频带和第二频带的电磁波，
其中，所述屏蔽装置包括：
电介质层，由电介质材料形成并且包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；
第一图案层，位于所述电介质层的第一表面，所述第一图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第一图案单元构成的阵列；
第二图案层，位于所述电介质层的第二表面，所述第二图案层由导电材料形成并且包括由预定形状的多个第二图案单元构成的阵列。
10.一种基站，包括权利要求1-9中任一项所述的基站天线。
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