CN115173070A - 辐射元件和多频带基站天线 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及辐射元件和多频带基站天线。提供了一种辐射元件，包括馈送杆和安装在馈送杆上的辐射器，该辐射器包括：电介质基板；沿第一轴线布置且包括第一偶极子臂和第二偶极子臂的第一偶极子；和沿与第一轴线垂直的第二轴线布置且包括第三偶极子臂和第四偶极子臂的第二偶极子，其中第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者包括设置在电介质基板上的闭合导电段；其中在电介质基板上在由第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段限定的周界内分别设置有导电贴片，且其中具有闭合导电段和导电贴片的电介质基板构成频率选择表面，该频率选择表面被配置为允许比该辐射元件的操作频率范围高的频率范围内的辐射通过。

Description

辐射元件和多频带基站天线
技术领域
本公开总体上涉及天线领域，并且更具体而言，本公开涉及用于在多频带基站天线中使用的辐射元件和包含这样的辐射元件的多频带基站天线。
背景技术
随着无线通信技术的发展，天线的集成度和小型化要求越来越高，通常需要在尽可能小的空间内布置较多数量的在多种不同频带中操作的辐射元件。这可能导致在不同频带中操作的辐射元件相互影响各自的辐射性能，使得对于多频带天线来说，在提高集成度和小型化的同时维持高性能具有挑战性。例如，在一些多频带天线应用中，低频带可以是617MHz-960MHz的频率范围或其部分，中频带可以是1.7GHz-2.7GHz的频率范围或其部分，而高频带可以是3.3GHz-4.2GHz的频率范围或其部分。辐射元件的尺寸与其操作频带成反比。因此，低频带辐射元件通常大于中频带辐射元件，而中频带辐射元件通常大于高频带辐射元件。由于蜂窝运营商可能对基站天线的尺寸具有严格限制，因此在许多多频带基站天线中，有必要将较高频带辐射元件放置在较低频带辐射元件后面。较低频带辐射元件可能遮挡较高频带辐射元件或以其它方式影响较高频带辐射元件的辐射方向图，这可能导致较高频带辐射元件的辐射方向图显著劣化。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种辐射元件，包括：馈送杆；以及安装在馈送杆上的辐射器，该辐射器包括：电介质基板；沿着第一轴线布置并且包括第一偶极子臂和第二偶极子臂的第一偶极子；以及沿着与第一轴线垂直的第二轴线布置并且包括第三偶极子臂和第四偶极子臂的第二偶极子，其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者包括设置在电介质基板上的闭合导电段；其中，在电介质基板上在由第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段限定的周界内分别设置有导电贴片，并且其中，具有闭合导电段和导电贴片的电介质基板构成频率选择表面，该频率选择表面被配置为允许比该辐射元件的操作频率范围高的频率范围内的辐射通过。
在一些实施例中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第一轴线对称，和/或第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第二轴线对称。
在一些实施例中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第一轴线对称，和/或第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第二轴线对称。
在一些实施例中，电介质基板上的各个闭合导电段围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称，和/或电介质基板上的各个导电贴片围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段为方环形，和/或第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片为多边形、多边环形、或者多边形与多边环形的组合。
在一些实施例中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者在第一轴线上的长度等于该辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一，和/或第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者在第二轴线上的长度等于该辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一。
在一些实施例中，闭合导电段和导电贴片设置在电介质基板的相同表面上。
在一些实施例中，闭合导电段和导电贴片设置在电介质基板的不同表面上。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分设置在电介质基板的不同表面上，和/或第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分设置在电介质基板的不同表面上。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分设置在电介质基板的不同表面上。
在一些实施例中，电介质基板为多层电介质板，闭合导电段和导电贴片设置在多层电介质板的相同层或不同层上。
在一些实施例中，电介质基板为多层电介质板，其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分设置在多层电介质板的不同层上，和/或其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分设置在多层电介质板的不同层上。
在一些实施例中，电介质基板为多层电介质板，并且其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分设置在多层电介质板的不同层上。
在一些实施例中，闭合导电段和导电贴片由金属制成。
根据本公开的第二方面，提供了一种多频带基站天线，包括：反射器；安装在反射器上的第一辐射元件，被配置为在第一操作频率范围内操作；以及安装在反射器上的第二辐射元件，被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，其中，第一辐射元件是根据本公开第一方面的任一实施例所述的辐射元件，第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
在一些实施例中，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
在一些实施例中，该多频带基站天线包括多个第一辐射元件和多个第二辐射元件，该多个第一辐射元件和该多个第二辐射元件被布置为使得，当从垂直于反射器的表面的方向看时，每个第一辐射元件与一个或多个第二辐射元件至少部分地重叠。
在一些实施例中，当从垂直于反射器的表面的方向看时，与每个第一辐射元件至少部分地重叠的该一个或多个第二辐射元件中的每个第二辐射元件位于该第一辐射元件的相应一个偶极子臂下方。
在一些实施例中，第二辐射元件是贴片偶极子辐射元件。
在一些实施例中，该多频带基站天线还包括安装在反射器上的第三辐射元件，该第三辐射元件被配置为在比第一操作频率范围低的第三操作频率范围内操作。
在一些实施例中，第三辐射元件被配置为对第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射隐身。
在一些实施例中，第三辐射元件是根据本公开第一方面的任一实施例所述的辐射元件，第三辐射元件的频率选择表面被配置为允许第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射通过。
在一些实施例中，第三辐射元件包括交叉偶极子辐射器，该交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂包括相应的导电段和相应的电感器电容器电路，电感器电容器电路定义滤波器，滤波器被配置为允许第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射通过。
在一些实施例中，第三辐射元件包括交叉偶极子辐射器，该交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂包括多个偶极子段和设置在该多个偶极子段中的相邻偶极子段之间的扼流器，扼流器被配置为使得第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射在第三辐射元件的偶极子臂中感应出的电流的影响最小化。
在一些实施例中，第三辐射元件的辐射器比第一辐射元件的辐射器离反射器更远，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第三辐射元件的辐射器覆盖第一辐射元件的辐射器的至少一部分，并且第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
在一些实施例中，该多频带基站天线包括多个第一辐射元件、多个第二辐射元件和多个第三辐射元件，该多个第一辐射元件、该多个第二辐射元件和该多个第三辐射元件被布置为使得，当从垂直于反射器的表面的方向看时，每个第三辐射元件与一个或多个第一辐射元件至少部分地重叠，并且每个第一辐射元件与一个或多个第二辐射元件至少部分地重叠。
在一些实施例中，当从垂直于反射器的表面的方向看时，与每个第三辐射元件至少部分地重叠的该一个或多个第一辐射元件中的每个第一辐射元件位于该第三辐射元件的相应一个偶极子臂下方，并且与每个第一辐射元件至少部分地重叠的该一个或多个第二辐射元件中的每个第二辐射元件位于该第一辐射元件的相应一个偶极子臂下方。
在一些实施例中，第一操作频率范围是1.7GHz-2.7GHz频率范围的至少一部分，第二操作频率范围是3.3GHz-4.2GHz频率范围的至少一部分，并且第三操作频率范围是617MHz-960MHz频率范围的至少一部分。
根据本公开的第三方面，提供了一种辐射元件，包括：馈送杆；以及安装在馈送杆上的辐射器，辐射器包括多个偶极子臂，其中，偶极子臂是频率选择表面的部分，频率选择表面被配置为使预先选择的频带内的辐射通过。
在一些实施例中，频率选择表面包括并联电感器电容器谐振电路。
在一些实施例中，辐射器还包括多个导电贴片。
在一些实施例中，每个偶极子臂限定开放内部，并且其中，每个导电贴片位于相应一个偶极子臂的开放内部中。
在一些实施例中，偶极子臂和导电贴片形成在电介质基板上。
在一些实施例中，导电贴片的至少一部分与偶极子臂之一的至少一部分位于电介质基板的不同表面上。
根据本公开的第四方面，提供了一种多频带基站天线，包括：反射器；安装在反射器上的第一辐射元件，第一辐射元件被配置为在第一操作频率范围内操作；以及安装在反射器上的第二辐射元件，第二辐射元件被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，其中，第一辐射元件是根据本公开第三方面的任一实施例所述的辐射元件，并且第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
在一些实施例中，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
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
从结合附图示出的本公开的实施例的以下描述中，本公开的前述和其它特征和优点将变得清楚。附图结合到本文中并形成说明书的一部分，进一步用于解释本公开的原理并使本领域技术人员能够制造和使用本公开。其中：
图1A是根据本公开的一些实施例的辐射元件的俯视剖视图；
图1B是图1A的辐射元件的正视图；
图2A至图2E分别示出了根据本公开的一些实施例的辐射元件的频率选择表面的示例图案；
图2F和图2G示出了根据本公开的一些实施例的辐射元件的偶极子臂的示例布置；
图3A是根据本公开的一些实施例的多频带基站天线的立体图；
图3B是图3A的多频带基站天线的俯视剖视图；
图4A和图4B分别示出了图3A的多频带基站天线中的多种不同频带的辐射元件的示例布局；
图5A和图5B分别示出了图3A的多频带基站天线中的较低频带辐射元件和较高频带辐射元件的辐射方向图；
图6是常规多频带基站天线的立体图；
图7A和图7B分别示出了图6的常规多频带基站天线中的较低频带辐射元件和较高频带辐射元件的辐射方向图；
图8A是根据本公开的一些实施例的多频带基站天线的立体图；
图8B是图8A的多频带基站天线的俯视剖视图；
图8C是图8A的多频带基站天线中包括的低频带辐射元件的正视图；
图9A至图9C分别示出了图8A的多频带基站天线中的多种不同频带的辐射元件的示例布局；
图10A是根据本公开的一些实施例的多频带基站天线的正视图；
图10B是图10A的多频带基站天线中包括的低频带辐射元件的正视图；以及
图11是根据本公开的一些实施例的多频带基站天线的正视图。
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。
另外，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。
在多频带天线中，不同频带的辐射元件会相互干扰，特别是当辐射元件被彼此接近放置时。随着无线通信技术的发展，全球通信方式逐渐从早期的2G发展到目前的5G，由早期的单个端口发展到目前的数十个端口，对天线的集成度要求越来越高。同时，也期望着在提高天线集成度的同时保持天线小型化。这些要求使得天线内部的有限空间内存在极其复杂的电磁场环境，尤其是不同频带的信号之间存在相互干扰，使得在各个频带操作的辐射元件的辐射方向图失真，严重影响了天线的整体性能。
频率选择表面(frequency selective surface)可以对空间中的电磁辐射进行滤波。通过将多个频率选择表面单元在二维平面上周期性排列，可以形成具有特定的反射/透射相位分布的超材料。当电磁辐射入射到频率选择表面时，频率选择表面可以选择性地通过/阻止不同频率的辐射。
本公开提供了一种基于频率选择表面的辐射元件，其能够对与该辐射元件的操作频率范围不同的频率范围内的辐射“隐身”(“隐身”是指该辐射元件对与该辐射元件的操作频率范围不同的频率范围内的辐射没有影响或影响很小)，从而当这种辐射元件与在其它频带中操作的辐射元件共处于狭窄的天线内部空间时，不会影响在其它频带中操作的辐射元件的性能或影响较小。
根据本公开的实施例的辐射元件可以包括馈送杆和安装在馈送杆上的辐射器。该辐射器可以包括多个偶极子臂，其中，偶极子臂可以是频率选择表面的部分，该频率选择表面可以被配置为使预先选择的频带内的辐射通过。例如，该预先选择的频带可以是比该辐射元件的操作频带高的频带。进一步地，该辐射器可以包括多个导电贴片。这些导电贴片也可以是频率选择表面的部分。进一步地，辐射器的每个偶极子臂可以限定开放内部，并且每个导电贴片可以位于相应一个偶极子臂的开放内部中。也就是说，每个导电贴片可以位于由相应一个偶极子臂所围绕的区域中。偶极子臂和导电贴片例如可以形成在电介质基板上，并且可选地，导电贴片的至少一部分与偶极子臂之一的至少一部分可以位于电介质基板的不同表面上。
接下来结合附图详细描述根据本公开的实施例的辐射元件。
图1A和图1B示出了根据本公开的一些实施例的辐射元件100。如图1A所示，辐射元件100可以包括馈送杆110和安装在馈送杆110上的辐射器120。在所描绘的实施例中，馈送杆包括一对印刷电路板，这对印刷电路板配合以限定X形结构。然而，将理解的是，可以使用其它馈送杆，诸如金属片馈送杆、压铸件馈送杆等。
如图1B所示，辐射器120可以包括电介质基板123、沿着第一轴线A1布置并且包括第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B的第一偶极子、以及沿着与第一轴线A1基本上垂直的第二轴线A2布置并且包括第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B的第二偶极子。辐射器120可以是交叉偶极子辐射器。本文所述的“基本上垂直”是指二者之间的角度在70°～110°之间，优选地在80°～100°之间，更优选地在85°～95°之间，最优选地为90°。
在图1B以及后续图2A至图2G中，白色部分为电介质基板123的部分，而灰色部分由导电材料形成。如图所示，第一偶极子臂至第四偶极子臂121A、121B、122A、122B中的每一者可以包括设置在电介质基板123上的闭合导电段121a、121b、122a、122b。此外，在电介质基板123上，在由第一偶极子臂至第四偶极子臂121A、121B、122A、122B中的每一者的相应闭合导电段121a、121b、122a、122b限定的周界内分别设置有导电贴片121c、121d、122c、122d。具有这些闭合导电段121a、121b、122a、122b和这些导电贴片121c、121d、122c、122d的电介质基板123可以构成频率选择表面，该频率选择表面可以被配置为允许比辐射元件100的操作频率范围高的频率范围内的辐射通过。由此，在辐射元件100中，闭合导电段121a、121b、122a、122b既可以用作辐射器120的偶极子臂，又可以与导电贴片121c、121d、122c、122d一起形成频率选择表面，使得辐射元件100可以对比辐射元件100的操作频率范围高的频率范围内的辐射隐身。
应注意，本文所使用的术语“闭合导电段”不应被理解为限于在物理上封闭的导电段，而是更广义地指形成在电学上封闭的回路的导电段。稍后将用具体实施例进一步体现这一点。作为一个示例，闭合导电段可以包括共同限定大致环形的多个导电部分。当该多个导电部分彼此直接电连接时，这样的闭合导电段不仅形成在电学上封闭的回路而且在物理上也是封闭的。作为另一个示例，闭合导电段可以包括共同限定大致环形的多个导电部分。当该多个导电部分彼此电容耦合时，这样的闭合导电段形成在电学上封闭的回路，但在物理上可以认为是至少部分开放的。作为又一个示例，一个偶极子臂的闭合导电段可以包括第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分和第二导电部分在近端(靠近馈送杆侧)彼此直接电连接并且在远端彼此相隔一微小间隙。进一步地，第一导电部分和第二导电部分可以各自在远端具有延伸部。第一导电部分的延伸部和第二导电部分的延伸部基本上彼此平行以保持该微小间隙。这样的延伸部可以用于改进第一导电部分和第二导电部分之间的耦合。
在附图中，为了更好地示出闭合导电段和导电贴片的形状，而将闭合导电段和导电贴片同时显示出来，但是这并不意味着闭合导电段和导电贴片必须同时设置在电介质基板123的同一表面上。在一些实施例中，闭合导电段121a、121b、122a、122b和导电贴片121c、121d、122c、122d可以设置在电介质基板123的相同表面上。在其它实施例中，闭合导电段121a、121b、122a、122b和导电贴片121c、121d、122c、122d可以设置在电介质基板123的不同表面上(例如，如图4A、图4B、图8A等所图示的)。在一些实施例中，闭合导电段121a、121b、122a、122b中的至少一个闭合导电段与闭合导电段121a、121b、122a、122b中的其它闭合导电段可以设置在电介质基板123的不同表面上。在一些实施例中，导电贴片121c、121d、122c、122d中的至少一个导电贴片与导电贴片121c、121d、122c、122d中的其它导电贴片可以设置在电介质基板123的不同表面上。在另外的其它实施例中，电介质基板123可以是多层电介质板，闭合导电段121a、121b、122a、122b和导电贴片121c、121d、122c、122d可以设置在该多层电介质板的相同层或不同层上。在一些实施例中，闭合导电段121a、121b、122a、122b中的至少一个闭合导电段与闭合导电段121a、121b、122a、122b中的其它闭合导电段可以设置在该多层电介质板的不同层上。在一些实施例中，导电贴片121c、121d、122c、122d中的至少一个导电贴片与导电贴片121c、121d、122c、122d中的其它导电贴片可以设置在该多层电介质板的不同层上。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。在一些实施例中，第一偶极子的第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B的每个闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。优选地，第一偶极子臂121A的闭合导电段的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布与第二偶极子臂121B的闭合导电段的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布关于第二轴线A2对称或基本上对称。在一些实施例中，第二偶极子的第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B的每个闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。优选地，第三偶极子臂122A的闭合导电段的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布与第四偶极子臂122B的闭合导电段的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布关于第一轴线A1对称或基本上对称。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。在一些实施例中，第一偶极子的第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B内的每个导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。优选地，第一偶极子臂121A内的导电贴片的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布与第二偶极子臂121B内的导电贴片的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布关于第二轴线A2对称或基本上对称。在一些实施例中，第二偶极子的第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B内的每个导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。优选地，第三偶极子臂122A内的导电贴片的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布与第四偶极子臂122B内的导电贴片的各部分在电介质基板123的不同表面上或在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的分布关于第一轴线A1对称或基本上对称。
在上述情况下，闭合导电段或导电贴片的被设置在电介质基板123的不同表面上或者被设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上的部分可以通过诸如镀覆通孔之类的导电连接件彼此直接电连接，或可以通过介于其间的耦合区域(即这些部分的重叠区域)彼此电容耦合，以在电学上连续。
例如，图2F示出了第一偶极子臂121A作为示例，其中闭合导电段121a包括设置在电介质基板123的第一表面(图示表面)上的第一部分121a1、设置在电介质基板123的与第一表面相对的第二表面上的第二部分121a2(虚线表示其位于与图示表面相对的表面)以及用于电连接第一部分121a1和第二部分121a2的导电连接件121a3。附加地或可选地，在图2F中，导电贴片121c包括设置在电介质基板123的第一表面(图示表面)上的第一部分121c1、设置在电介质基板123的与第一表面相对的第二表面上的第二部分121c2(虚线表示其位于与图示表面相对的表面)以及用于电连接第一部分121c1和第二部分121c2的导电连接件121c3。虽然图2F将导电连接件121a3、121c3示出为圆形导电通孔，但可以理解，这仅仅是示例性的而非限制性的，可以根据需要在任何合适的位置设置具有任何合适形状和/或大小、采用任何合适形式的任何合适数量的导电连接件121a3、121c3。
例如，图2G也示出了第一偶极子臂121A作为示例，其中闭合导电段121a包括设置在电介质基板123的第一表面(图示表面)上的第一部分121a1、设置在电介质基板123的与第一表面相对的第二表面上的第二部分121a2(虚线表示其位于与图示表面相对的表面)以及第一部分121a1和第二部分121a2之间的重叠区域121a3，该重叠区域121a3用作第一部分121a1和第二部分121a2的耦合区域，使得第一部分121a1和第二部分121a2彼此电容耦合。附加地或可选地，在图2G中，导电贴片121c包括设置在电介质基板123的第一表面(图示表面)上的第一部分121c1、设置在电介质基板123的与第一表面相对的第二表面上的第二部分121c2(虚线表示其位于与图示表面相对的表面)以及第一部分121c1和第二部分121c2之间的重叠区域121c3，该重叠区域121c3用作第一部分121c1和第二部分121c2的耦合区域，使得第一部分121c1和第二部分121c2彼此电容耦合。在图2G所示的示例中，虽然闭合导电段121a在物理上不是封闭的，但是仍形成了在电学上封闭的回路。虽然图2G将耦合区域121a3、121c3示出为矩形，但可以理解，这仅仅是示例性的而非限制性的，可以根据需要在任何合适的位置设置具有任何合适形状和/或大小的任何合适数量的耦合区域121a3、121c3。
在图2F和图2G，闭合导电段和导电贴片的部分的划分仅仅是示例性的而非限制性的，可以将闭合导电段和导电贴片各自划分为具有任何合适形状和/或大小的任何合适数量的部分。此外，闭合导电段或导电贴片可以不仅包括位于电介质基板的不同表面上并且通过导电连接件彼此直接电连接的部分，还包括位于电介质基板的不同表面上并且通过耦合区域彼此电容耦合的部分。
在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分可以设置在电介质基板123的不同表面上或者可以设置在作为多层电介质板的电介质基板123的不同层上。
闭合导电段和导电贴片可以各自由任何合适的导电材料形成，例如，闭合导电段和导电贴片可以由金属制成。
辐射元件100的频率选择表面可以包括具有多个单元结构的导电结构，该导电结构可以是由闭合导电段形成的第一导电结构和由导电贴片形成的第二导电结构的组合，每个单元结构可以由一个闭合导电段及其所围绕的导电贴片构成。闭合导电段可以被看作是电感器，导电贴片与闭合导电段之间的间隙可以被看作是电容器，由此包括闭合导电段及对应导电贴片的单元结构可以等效于电感器电容器(LC)谐振电路(例如，可以等效于并联LC谐振电路)。通过设计闭合导电段和导电贴片的具体形状、尺寸、间距等，可以实现具有期望的等效电感值和等效电容值的等效LC谐振电路，进而将频率选择表面允许通过的频率范围设置到期望的频率范围。此外，闭合导电段的设计还需要兼顾到闭合导电段作为偶极子臂的功能，以便实现辐射元件100的正常操作。
在一些实施例中，第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B中的每一者在第一轴线A1上的长度可以等于辐射元件100的操作频率范围的中心波长的大约四分之一，和/或第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B中的每一者在第二轴线A2上的长度可以等于辐射元件100的操作频率范围的中心波长的大约四分之一。中心波长是指对应于操作频率范围的中心频率的波长。术语“大约”在本文中可以是指等于该术语所描述的值或者在该术语所描述的值的±20％内，优选地在±10％内，更优选地在±5％内，最优选地在±1％内，等等。这样的闭合导电段可以很好地充当辐射器120的偶极子臂。
在一些实施例中，第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B中的每一者的闭合导电段可以关于第一轴线A1对称或基本上关于第一轴线A1对称，和/或第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B中的每一者的闭合导电段可以关于第二轴线A2对称或基本上关于第二轴线A2对称。在一些实施例中，第一偶极子臂121A和第二偶极子臂121B中的每一者内的导电贴片可以关于第一轴线A1对称或基本上关于第一轴线A1对称，和/或第三偶极子臂122A和第四偶极子臂122B中的每一者内的导电贴片可以关于第二轴线A2对称或基本上关于第二轴线A2对称。在一些实施例中，电介质基板123上的各个闭合导电段121a、121b、122a、122b可以围绕第一轴线A1与第二轴线A2的交点旋转对称或基本上围绕该交点旋转对称，和/或电介质基板123上的各个导电贴片121c、121d、122c、122d可以围绕第一轴线A1与第二轴线A2的交点旋转对称或基本上围绕该交点旋转对称。这些对称性既能够促进闭合导电段作为偶极子臂时表现出较好的操作性能，又能够促进闭合导电段与导电贴片共同形成的频率选择表面具有更好的周期性进而具有更好的频率选择性能。
图2A至图2E示出了可以用于辐射元件100的频率选择表面的几种示例图案。如图2A至图2E所示，由闭合导电段形成的第一导电结构例如可以包括网格阵列结构，每个闭合导电段作为该网格阵列结构中的重复单元的网格，以及由导电贴片形成的第二导电结构例如可以包括贴片阵列结构，每个导电贴片作为该贴片阵列结构中的重复单元的贴片。在一些实施例中，第一偶极子臂至第四偶极子臂121A、121B、122A、122B中的每一者的闭合导电段可以为或大致为方环形，和/或，第一偶极子臂至第四偶极子臂121A、121B、122A、122B中的每一者内的导电贴片可以为或大致为多边形、(一个或多个)多边环形、或者多边形与(一个或多个)多边环形的组合。
例如，如图2C和图2D所示，每个闭合导电段121a、121b、122a、122b的内轮廓和外轮廓均为正方形。另外，如图2A、图2B和图2E所示，每个闭合导电段121a、121b、122a、122b的外轮廓为正方形，但内轮廓为五边形，即每个闭合导电段121a、121b、122a、122b在靠近第一轴线与第二轴线的交点处的部分变宽，以形成大致为三角形的部分，这样的设计是为了便于对作为偶极子臂的每个闭合导电段121a、121b、122a、122b进行馈电。
例如，导电贴片的形状和尺寸可以配合闭合导电段的形状和尺寸来设计。通常，导电贴片的尺寸越小，所得到的频率选择表面所允许通过的频率可以越高。具体地，如图2C所示，每个导电贴片121c、121d、122c、122d为正方形贴片，如图2D所示，每个导电贴片121c、121d、122c、122d为正方形环形贴片。另外，为了配合闭合导电段121a、121b、122a、122b的便于馈电的设计，如图2A所示，导电贴片121c、121d、122c、122d也可以相应变化为五边形贴片，如图2B所示，导电贴片121c、121d、122c、122d也可以相应变化为五边环形贴片。此外，如图2E所示，导电贴片121c、121d、122c、122d还可以包括五边形贴片与五边环形贴片的组合。
图2A至图2E中示出的用于辐射元件100的频率选择表面的图案仅仅是示例性的而非限制性的。可以根据辐射器120的操作频率范围以及频率选择表面需要被配置为允许通过的频率范围来具体设计闭合导电段和导电贴片的图案。
本公开还提供了一种多频带基站天线，其可以包括如前所述的基于频率选择表面的辐射元件，使得在多频带基站天线中包括不同频带的辐射元件并不会导致天线性能尤其是辐射方向图性能的劣化。
现在结合图3A和图3B详细描述根据本公开的一些实施例的多频带基站天线10。应注意，实际的基站天线可能还存在其它部件，而为了避免模糊本公开的要点，附图没有示出且本文也不去讨论其它部件。还应注意，图3A和图3B仅仅示意性地示出了各部件的相对位置关系，而没有特别限制各部件的具体结构。
多频带基站天线10可以包括反射器11、安装在反射器11上的第一辐射元件100和安装在反射器11上的第二辐射元件200。第一辐射元件100可以被配置为在第一操作频率范围内操作。第二辐射元件200可以被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作。第一辐射元件100可以是根据本公开的前述任一实施例所述的辐射元件100，第一辐射元件100的频率选择表面可以被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
为了使得多频带基站天线10小型化，第一辐射元件和第二辐射元件可以被布置得更紧凑。在一些实施例中，如从图3B中更清楚看出的，第一辐射元件100的辐射器120比第二辐射元件200的辐射器220离反射器11更远。如结合图3A可更清楚看出的，当从垂直于反射器11的表面的方向看时，第一辐射元件100的辐射器120覆盖第二辐射元件200的辐射器220的至少一部分。
图4A和图4B示出了多频带基站天线10的几种示例性紧凑布局。在一些实施例中，多频带基站天线10可以包括多个第一辐射元件100和多个第二辐射元件200，该多个第一辐射元件100和该多个第二辐射元件200可以被布置为使得，当从垂直于反射器11的表面的方向看时，每个第一辐射元件100与一个或多个第二辐射元件200至少部分地重叠。在一些示例中，当从垂直于反射器11的表面的方向看时，与每个第一辐射元件100至少部分地重叠的该一个或多个第二辐射元件200中的每个第二辐射元件200位于该第一辐射元件100的相应一个偶极子臂下方。例如，图4A和图4B示出了包括两列第一辐射元件100和八列第二辐射元件200的多频带基站天线10，其中每个第一辐射元件100与四个第二辐射元件200至少部分地重叠，并且这四个第二辐射元件200分别位于该第一辐射元件100的相应一个偶极子臂下方。
在常规多频带基站天线中，如果使得较低频带辐射元件的辐射器覆盖较高频带辐射元件的辐射器，将会导致较高频带辐射元件的辐射方向图严重失真，这样的情况在高频带(例如3.3GHz-4.2GHz或其部分)辐射元件与中频带(例如1.7GHz-2.7GHz或其部分)辐射元件之间比在中频带(例如1.7GHz-2.7GHz或其部分)辐射元件与低频带(例如617MHz-960MHz或其部分)辐射元件之间更为糟糕。因而，通常将较低频带辐射元件布置在较高频带辐射元件的阵列之外，或者拉大辐射元件之间的间距，以减小较高频带辐射元件被较低频带辐射元件覆盖的程度。但是，这种方法通常会使得天线的尺寸变大，并且这种情况会在天线包括的辐射元件数量越多、天线的操作频带越多的时候愈加严峻。相比之下，在根据本公开的多频带基站天线10中，由于第一辐射元件100的频率选择表面可以被配置为允许第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过，因此即使第一辐射元件100的辐射器120覆盖第二辐射元件200的辐射器220的至少一部分，也不会使得第二辐射元件200的辐射方向图受到显著影响。
为了显示根据本公开的多频带基站天线10的优秀性能，图5A示出了根据本公开的多频带基站天线10的第一辐射元件100(以中频带辐射元件为例)在1.7GHz、2.2GHz、2.7GHz三个操作频点处的辐射方向图，图5B示出了根据本公开的多频带基站天线10的第二辐射元件200(以高频带辐射元件为例)在3.4GHz、3.5GHz、3.6GHz三个操作频点处的辐射方向图。作为对照，图6示出了多频带基站天线10’，该多频带基站天线10’包括与多频带基站天线10的第二辐射元件200相同的第二辐射元件200，并且还包括常规交叉偶极子辐射元件100’，该常规交叉偶极子辐射元件100’不能允许第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过。图7A示出了多频带基站天线10’的第一辐射元件100’(以中频带辐射元件为例)在1.7GHz、2.2GHz、2.7GHz三个操作频点处的辐射方向图，图7B示出了多频带基站天线10’的第二辐射元件200(以高频带辐射元件为例)在3.4GHz、3.5GHz、3.6GHz三个操作频点处的辐射方向图。通过比较图5A、图5B、图7A和图7B可以发现，常规多频带基站天线10’的第二辐射元件200的辐射方向图受到第一辐射元件100’的影响而显著失真，但是根据本公开的多频带基站天线10的第二辐射元件200的辐射方向图受到第一辐射元件100的影响很小或几乎没有受到第一辐射元件100的影响。
由于在根据本公开的多频带基站天线10中，第一辐射元件100的存在并不会影响第二辐射元件200的操作或影响较小，因而可以自由地分别考虑第一辐射元件100的布置和第二辐射元件200的布置，而不用担心二者重叠的布局会影响彼此的操作性能。因此，根据本公开的多频带基站天线10可以在实现高集成度和小型化的同时维持高性能。
此外，为了缓解或消除较高频带的第二辐射元件200对较低频带的第一辐射元件100的操作的影响，在一些实施例中，第二辐射元件200可以是贴片偶极子(patch dipole)辐射元件。如图3B所示，第二辐射元件200可以是低剖面(low profile)贴片偶极子辐射元件(例如，其高度(或者说辐射器与反射器之间的距离)可以仅为10mm)。低矮的第二辐射元件200可以距离第一辐射元件100的辐射器更远，由此可以缓解二者的重叠带来的不利影响。此外，作为贴片偶极子辐射元件的第二辐射元件在其馈送杆210与辐射器220之间不存在金属连接，而是例如可以通过塑料件等进行安装，这使得馈送杆210与辐射器220之间存在间隙(例如，该间隙可以是3mm～5mm)，该间隙使得较高频带的第二辐射元件200对较低频带的第一辐射元件100的辐射方向图的影响被大大削弱。
根据本公开的多频带基站天线10示例性地包括两种频带的辐射元件，但是本公开不限于此，而是可以包括更多种不同频带的辐射元件。在一些实施例中，根据本公开的多频带基站天线还可以包括安装在反射器上的第三辐射元件，第三辐射元件可以被配置为在比第一操作频率范围低的第三操作频率范围内操作。在一些实施例中，第三辐射元件可以被配置为对第一辐射元件的第一操作频率范围和第二辐射元件的第二操作频率范围内的辐射隐身。
例如，图8A示例性地示出了根据本公开的多频带基站天线20。多频带基站天线20可以包括反射器21、安装在反射器21上的第一辐射元件100、安装在反射器21上的第二辐射元件200和安装在反射器21上的第三辐射元件300。第一辐射元件100可以被配置为在第一操作频率范围(例如，1.7GHz-2.7GHz的频率范围或其部分)内操作。第二辐射元件200可以被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围(例如，3.3GHz-4.2GHz的频率范围或其部分)内操作。第三辐射元件300可以被配置为在比第一操作频率范围低的第三操作频率范围(617MHz-960MHz的频率范围或其部分)内操作。第一辐射元件100和第二辐射元件200可以如前所述。第一辐射元件100的频率选择表面可以被配置为允许第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过。第三辐射元件300可以被配置为对第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射隐身，或者说第三辐射元件300可以被配置为允许第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射基本上不受影响地通过。
在一些实施例中，如图8C所示，第三辐射元件300可以包括交叉偶极子辐射器，该交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂300A、300B、300C、300D可以包括相应的导电段和相应的电感器电容器电路，该电感器电容器电路可以定义滤波器，该滤波器可以被配置为允许第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过。如图8C所示，每个偶极子臂300A、300B、300C、300D包括加宽导电段300a和缩窄导电段300b，缩窄导电段300b可以看作是电感器，缩窄导电段300b与加宽导电段300a之间的间隙可以看作是电容器。通过设计加宽导电段300a和缩窄导电段300b的具体形状和尺寸来实现期望的等效电感值和等效电容值，从而使得由形成的电感器电容器电路所定义的滤波器实现期望的允许第一操作频率范围和第二操作频率范围中的信号通过的频率范围(即，第一操作频率范围和第二操作频率范围中的RF能量将不会趋于在偶极子臂300A、300B、300C、300D上感应出电流)。
当然，第三辐射元件的示例并不限于图8C所示的第三辐射元件300。在一些实施例中，如图11所示，第三辐射元件可以是根据本公开任一实施例所述的基于频率选择表面的辐射元件302，第三辐射元件302的频率选择表面可以被配置为允许第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过。在另一些实施例中，如图10A和图10B所示，第三辐射元件301包括交叉偶极子辐射器，该交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂301A、301B、301C、301D包括多个偶极子段302a、302b、302c和设置在这些偶极子段中的相邻偶极子段之间的扼流器303a、303b，这些扼流器被配置为使得第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射在第三辐射元件301的偶极子臂中感应出的电流的影响最小化。利用这种扼流特性，可以提高第三辐射元件301对第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射的隐身性能，使得第三辐射元件301不影响第一辐射元件100和第二辐射元件200的辐射方向图或影响较小。
为了使得多频带基站天线20小型化，第一辐射元件、第二辐射元件和第三辐射元件可以被布置得更紧凑。在一些实施例中，如从图8B中更清楚看出的，第三辐射元件300的辐射器320比第一辐射元件100的辐射器120离反射器21更远，第一辐射元件100的辐射器120比第二辐射元件200的辐射器220离反射器21更远，并且如结合图8A可更清楚看出的，当从垂直于反射器21的表面的方向看时，第三辐射元件300的辐射器320覆盖第一辐射元件100的辐射器120的至少一部分，并且第一辐射元件100的辐射器120覆盖第二辐射元件200的辐射器220的至少一部分。而且，第三辐射元件300的辐射器320可以覆盖第一辐射元件100的辐射器120的至少一部分以及第二辐射元件200的辐射器220的被第一辐射元件100覆盖的至少一部分。
图9A至图9C示出了多频带基站天线20的几种示例性紧凑布局。在一些实施例中，多频带基站天线20可以包括多个第一辐射元件100、多个第二辐射元件200和多个第三辐射元件300，其被布置为使得，当从垂直于反射器21的表面的方向看时，每个第三辐射元件300与一个或多个第一辐射元件100至少部分地重叠，并且每个第一辐射元件100与一个或多个第二辐射元件200至少部分地重叠。在一些示例中，当从垂直于反射器21的表面的方向看时，与每个第三辐射元件300至少部分地重叠的该一个或多个第一辐射元件100中的每个第一辐射元件100位于该第三辐射元件300的相应一个偶极子臂下方，并且与每个第一辐射元件100至少部分地重叠的该一个或多个第二辐射元件200中的每个第二辐射元件200位于该第一辐射元件100的相应一个偶极子臂下方。例如，图9A示出了两列第三辐射元件300、两列第一辐射元件100和八列第二辐射元件200的布局，图9B示出了两列第三辐射元件300、四列第一辐射元件100和八列第二辐射元件200的布局，以及图9C示出了一列第三辐射元件300、两列第一辐射元件100和八列第二辐射元件200的布局。
如前所述，在常规多频带基站天线中，如果使得高频带(例如3.3GHz-4.2GHz或其部分)辐射元件覆盖中频带(例如1.7GHz-2.7GHz或其部分)辐射元件，中频带(例如1.7GHz-2.7GHz或其部分)辐射元件覆盖低频带(例如617MHz-960MHz或其部分)辐射元件，那么被遮挡的较高频带辐射元件的辐射方向图会严重失真，导致多频带基站天线的性能显著劣化。因而，通常将较低频带辐射元件布置在较高频带辐射元件的阵列之外，或者拉大辐射元件之间的间距，以尽可能避免较高频带辐射元件被较低频带辐射元件覆盖从而导致其辐射方向图失真。但是这通常会使得天线的尺寸变大，并且这种情况会在天线包括的辐射元件数量越多、天线的操作频带越多的时候愈加严峻。相比之下，在根据本公开的多频带基站天线20中，由于第一辐射元件100的频率选择表面可以被配置为允许第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射通过，并且第三辐射元件300被配置为对第一辐射元件100的第一操作频率范围和第二辐射元件200的第二操作频率范围内的辐射隐身，因此即使第一辐射元件100的辐射器120覆盖第二辐射元件200的辐射器220的至少一部分并且第三辐射元件300的辐射器320覆盖第一辐射元件100的辐射器120的至少一部分，也不会使得第一辐射元件100和第二辐射元件200的辐射方向图受到显著影响。
由于在根据本公开的多频带基站天线20中，第一辐射元件100的存在并不会影响第二辐射元件200的操作或影响较小，第三辐射元件300的存在并不会影响第一辐射元件100和第二辐射元件200的操作或影响较小，因而可以自由地分别考虑第一辐射元件100的布置、第二辐射元件200的布置以及第三辐射元件300的布置，而不用担心这几者重叠的布局会影响彼此的操作性能。因此，根据本公开的多频带基站天线20可以在实现高集成度和小型化的同时维持高性能。
在说明书及权利要求中的词语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“高”、“低”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它取向上操作。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“之上”的特征，此时可以描述为在其它特征“之下”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
在说明书及权利要求中，称一个元件位于另一元件“之上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件之上、直接附接至另一元件、直接连接至另一元件、直接耦合至另一元件或直接接触另一元件，或者可以存在一个或多个中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“之上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书及权利要求中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
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，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。
如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。本文中使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。
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，并且在其它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。可以以任何方式和/或与其它实施例的方面或元件相结合地组合以上公开的所有实施例的方面和元件，以提供多个附加实施例。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。
本公开还可以包括如下示例。
示例1、一种辐射元件，包括：
馈送杆；以及
安装在馈送杆上的辐射器，所述辐射器包括：
电介质基板；
沿着第一轴线布置并且包括第一偶极子臂和第二偶极子臂的第一偶极子；以及
沿着与第一轴线垂直的第二轴线布置并且包括第三偶极子臂和第四偶极子臂的第二偶极子，
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者包括设置在电介质基板上的闭合导电段；
其中，在电介质基板上在由第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段限定的周界内分别设置有导电贴片，
并且其中，具有所述闭合导电段和所述导电贴片的所述电介质基板构成频率选择表面，所述频率选择表面被配置为允许比所述辐射元件的操作频率范围高的频率范围内的辐射通过。
示例2、根据示例1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第一轴线对称，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第二轴线对称。
示例3、根据示例1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第一轴线对称，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第二轴线对称。
示例4、根据示例1所述的辐射元件，
其中，电介质基板上的各个闭合导电段围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称，和/或
其中，电介质基板上的各个导电贴片围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称。
示例5、根据示例1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段为方环形，和/或
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片为多边形、多边环形、或者多边形与多边环形的组合。
示例6、根据示例1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者在第一轴线上的长度等于所述辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者在第二轴线上的长度等于所述辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一。
示例7、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述闭合导电段和所述导电贴片设置在所述电介质基板的相同表面上。
示例8、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述闭合导电段和所述导电贴片设置在所述电介质基板的不同表面上。
示例9、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分设置在所述电介质基板的不同表面上，和/或
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分设置在所述电介质基板的不同表面上。
示例10、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分设置在所述电介质基板的不同表面上。
示例11、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述电介质基板为多层电介质板，所述闭合导电段和所述导电贴片设置在所述多层电介质板的相同层或不同层上。
示例12、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述电介质基板为多层电介质板，并且其中：
第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与该闭合导电段的其余部分设置在所述多层电介质板的不同层上，和/或
第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分与该导电贴片的其余部分设置在所述多层电介质板的不同层上。
示例13、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述电介质基板为多层电介质板，并且其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者的闭合导电段的至少一部分与第一偶极子臂至第四偶极子臂中的至少一者内的导电贴片的至少一部分设置在所述多层电介质板的不同层上。
示例14、根据示例1至6中任一项所述的辐射元件，其中，所述闭合导电段和所述导电贴片由金属制成。
示例15、一种多频带基站天线，包括：
反射器；
安装在反射器上的第一辐射元件，被配置为在第一操作频率范围内操作；以及
安装在反射器上的第二辐射元件，被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，
其中，第一辐射元件是根据示例1至14中任一项所述的辐射元件，第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
示例16、根据示例15所述的多频带基站天线，其中，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
示例17、根据示例15所述的多频带基站天线，其中，所述多频带基站天线包括多个第一辐射元件和多个第二辐射元件，所述多个第一辐射元件和所述多个第二辐射元件被布置为使得，当从垂直于反射器的表面的方向看时，每个第一辐射元件与一个或多个第二辐射元件至少部分地重叠。
示例18、根据示例17所述的多频带基站天线，其中，当从垂直于反射器的表面的方向看时，与每个第一辐射元件至少部分地重叠的所述一个或多个第二辐射元件中的每个第二辐射元件位于该第一辐射元件的相应一个偶极子臂下方。
示例19、根据示例15所述的多频带基站天线，其中，第二辐射元件是贴片偶极子辐射元件。
示例20、根据示例15所述的多频带基站天线，其中，所述多频带基站天线还包括安装在反射器上的第三辐射元件，所述第三辐射元件被配置为在比第一操作频率范围低的第三操作频率范围内操作。
示例21、根据示例20所述的多频带基站天线，其中，第三辐射元件被配置为对第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射隐身。
示例22、根据示例21所述的多频带基站天线，其中，第三辐射元件是根据示例1至14中任一项所述的辐射元件，第三辐射元件的频率选择表面被配置为允许第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射通过。
示例23、根据示例21所述的多频带基站天线，其中，第三辐射元件包括交叉偶极子辐射器，所述交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂包括相应的导电段和相应的电感器电容器电路，所述电感器电容器电路定义滤波器，所述滤波器被配置为允许第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射通过。
示例24、根据示例21所述的多频带基站天线，其中，第三辐射元件包括交叉偶极子辐射器，所述交叉偶极子辐射器的每个偶极子臂包括多个偶极子段和设置在所述多个偶极子段中的相邻偶极子段之间的扼流器，所述扼流器被配置为使得第一操作频率范围和第二操作频率范围内的辐射在第三辐射元件的偶极子臂中感应出的电流的影响最小化。
示例25、根据示例21所述的多频带基站天线，其中，第三辐射元件的辐射器比第一辐射元件的辐射器离反射器更远，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第三辐射元件的辐射器覆盖第一辐射元件的辐射器的至少一部分，并且第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
示例26、根据示例21所述的多频带基站天线，其中，所述多频带基站天线包括多个第一辐射元件、多个第二辐射元件和多个第三辐射元件，所述多个第一辐射元件、所述多个第二辐射元件和所述多个第三辐射元件被布置为使得，当从垂直于反射器的表面的方向看时，每个第三辐射元件与一个或多个第一辐射元件至少部分地重叠，并且每个第一辐射元件与一个或多个第二辐射元件至少部分地重叠。
示例27、根据示例26所述的多频带基站天线，其中，当从垂直于反射器的表面的方向看时，与每个第三辐射元件至少部分地重叠的所述一个或多个第一辐射元件中的每个第一辐射元件位于该第三辐射元件的相应一个偶极子臂下方，并且与每个第一辐射元件至少部分地重叠的所述一个或多个第二辐射元件中的每个第二辐射元件位于该第一辐射元件的相应一个偶极子臂下方。
示例28、根据示例20至27中任一项所述的多频带基站天线，其中，第一操作频率范围是1.7GHz-2.7GHz频率范围的至少一部分，第二操作频率范围是3.3GHz-4.2GHz频率范围的至少一部分，并且第三操作频率范围是617MHz-960MHz频率范围的至少一部分。
示例29、一种辐射元件，包括：
馈送杆；以及
安装在馈送杆上的辐射器，所述辐射器包括多个偶极子臂，
其中，所述偶极子臂是频率选择表面的部分，所述频率选择表面被配置为使预先选择的频带内的辐射通过。
示例30、根据示例29所述的辐射元件，其中，所述频率选择表面包括并联电感器电容器谐振电路。
示例31、根据示例29所述的辐射元件，其中，所述辐射器还包括多个导电贴片。
示例32、根据示例31所述的辐射元件，其中，每个偶极子臂限定开放内部，并且其中，每个导电贴片位于相应一个偶极子臂的开放内部中。
示例33、根据示例32所述的辐射元件，其中，偶极子臂和导电贴片形成在电介质基板上。
示例34、根据示例33所述的辐射元件，其中，导电贴片的至少一部分与偶极子臂之一的至少一部分位于所述电介质基板的不同表面上。
示例35、一种多频带基站天线，包括：
反射器；
安装在反射器上的第一辐射元件，所述第一辐射元件被配置为在第一操作频率范围内操作；以及
安装在反射器上的第二辐射元件，所述第二辐射元件被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，
其中，第一辐射元件是根据示例29至34中任一项所述的辐射元件，并且第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
示例36、根据示例35所述的多频带基站天线，其中，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
虽然已通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但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)

1.一种辐射元件，包括：
馈送杆；以及
安装在馈送杆上的辐射器，所述辐射器包括：
电介质基板；
沿着第一轴线布置并且包括第一偶极子臂和第二偶极子臂的第一偶极子；以及
沿着与第一轴线垂直的第二轴线布置并且包括第三偶极子臂和第四偶极子臂的第二偶极子，
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者包括设置在电介质基板上的闭合导电段；
其中，在电介质基板上在由第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段限定的周界内分别设置有导电贴片，
并且其中，具有所述闭合导电段和所述导电贴片的所述电介质基板构成频率选择表面，所述频率选择表面被配置为允许比所述辐射元件的操作频率范围高的频率范围内的辐射通过。
2.根据权利要求1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第一轴线对称，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段关于第二轴线对称。
3.根据权利要求1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第一轴线对称，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片关于第二轴线对称。
4.根据权利要求1所述的辐射元件，
其中，电介质基板上的各个闭合导电段围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称，和/或
其中，电介质基板上的各个导电贴片围绕第一轴线与第二轴线的交点旋转对称。
5.根据权利要求1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者的闭合导电段为方环形，和/或
其中，第一偶极子臂至第四偶极子臂中的每一者内的导电贴片为多边形、多边环形、或者多边形与多边环形的组合。
6.根据权利要求1所述的辐射元件，
其中，第一偶极子臂和第二偶极子臂中的每一者在第一轴线上的长度等于所述辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一，和/或
其中，第三偶极子臂和第四偶极子臂中的每一者在第二轴线上的长度等于所述辐射元件的操作频率范围的中心波长的四分之一。
7.一种多频带基站天线，包括：
反射器；
安装在反射器上的第一辐射元件，被配置为在第一操作频率范围内操作；以及
安装在反射器上的第二辐射元件，被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，
其中，第一辐射元件是根据权利要求1至6中任一项所述的辐射元件，第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
8.根据权利要求7所述的多频带基站天线，其中，第一辐射元件的辐射器比第二辐射元件的辐射器离反射器更远，并且当从垂直于反射器的表面的方向看时，第一辐射元件的辐射器覆盖第二辐射元件的辐射器的至少一部分。
9.一种辐射元件，包括：
馈送杆；以及
安装在馈送杆上的辐射器，所述辐射器包括多个偶极子臂，
其中，所述偶极子臂是频率选择表面的部分，所述频率选择表面被配置为使预先选择的频带内的辐射通过。
10.一种多频带基站天线，包括：
反射器；
安装在反射器上的第一辐射元件，所述第一辐射元件被配置为在第一操作频率范围内操作；以及
安装在反射器上的第二辐射元件，所述第二辐射元件被配置为在比第一操作频率范围高的第二操作频率范围内操作，
其中，第一辐射元件是根据权利要求9所述的辐射元件，并且第一辐射元件的频率选择表面被配置为允许第二操作频率范围内的辐射通过。
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