CN115313049A - 贴片辐射元件和天线组件 - Google Patents

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CN115313049A CN202110492981.6A CN202110492981A CN115313049A CN 115313049 A CN115313049 A CN 115313049A CN 202110492981 A CN202110492981 A CN 202110492981A CN 115313049 A CN115313049 A CN 115313049A
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Abstract

本发明涉及贴片辐射元件，包括：PCB馈电柱；以及贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，其中，所述第一环状线路包括被构造为内周为矩形的第一开口环和位于所述第一开口环的第一角处的第一短截线，其中所述第一开口环的开口形成所述第一缝隙。本发明还涉及天线组件。

Description

贴片辐射元件和天线组件
技术领域
本公开涉及无线电通信，更具体地，涉及一种贴片辐射元件和天线组件。
背景技术
蜂窝通信系统在本领域中是公知的。在蜂窝通信系统中，地理区域被分成一系列区域，这些区域被称为由各个基站服务的“小区”。基站可以包括一个或多个基站天线，其被配置为提供与由基站服务的小区内的移动订户的双向射频(“RF”)通信。
在许多情况下，每个基站被划分为各“扇区”。在最常见的配置中，六角形小区分为三个120°扇区，每个扇区由一个或多个基站天线提供服务，其方位半功率波束宽度(HPBW)约为65°。通常，基站天线安装在塔架结构上，其中由基站天线产生的辐射图案向外指向。基站天线通常实现为辐射元件的线性或平面相控阵列。
贴片辐射元件由于高度低、重量轻、成本低、极化纯度高等优点越来越得到关注。例如可以在波束成形天线中使用这种贴片辐射元件阵列，或用于支持大规模MIMO通信。随着在反射板上安装的贴片辐射元件阵列数量的增加，不同阵列的贴片辐射元件之间的间隔降低，这导致各阵列之间的耦合干扰变强，从而贴片辐射元件的隔离性能变差、交叉极化鉴别率低，最终影响天线的波束成形特性。
发明内容
因此，本公开的目的之一是提供贴片辐射元件和天线组件。
根据本公开的第一方面，提供一种贴片辐射元件，包括：PCB馈电柱；以及贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，其中，所述第一环状线路包括被构造为内周为矩形的第一开口环和位于所述第一开口环的第一角处的第一短截线，其中所述第一开口环的开口形成所述第一缝隙。
根据本公开的第二方面，提供一种贴片辐射元件，包括：PCB馈电柱；以及贴片辐射器，被构成为矩形金属片，所述贴片辐射器被定位在所述馈电柱的前方，其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，其中，在所述馈电柱的第一主表面上还设有从所述第一环状线路向后延伸的接地连接部，所述接地连接部的宽度小于所述第一环状线路的外周的宽度。
根据本公开的第三方面，提供一种天线组件，包括：反射体；由第一辐射元件在所述反射体上排列成的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在第一频带内发送和接收信号；以及由第二辐射元件在所述反射体上排列成的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在第二频带内发送和接收信号，所述第二频带内的至少一个频率低于所述第一频带内的所有频率，其中，所述第一辐射元件包括：PCB馈电柱，从所述反射体向前延伸；以及贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而使得所述第一环状线路以电磁耦合的方式向所述贴片辐射器馈电。
根据本公开的第四方面，提供一种天线组件，包括：第一辐射元件的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在第一频带内发送和接收信号；以及第二辐射元件的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在第二频带内发送和接收信号，所述第二频带低于所述第一频带，其中，所述第一辐射元件为上述的贴片辐射元件。
根据本公开的第五方面，提供一种天线组件，包括反射体以及安装在反射体上的多个如上所述的贴片辐射元件的阵列。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本公开一些实施例的贴片辐射元件的立体图；
图2是图1的贴片辐射元件的贴片辐射器的正视图；
图3是根据本公开另一些实施例的贴片辐射元件的立体图；
图4a示出了图1的贴片辐射元件的馈电柱的第一主表面上的金属图案；
图4b示出了图1的贴片辐射元件的馈电柱的第二主表面上的金属图案；
图5a是带有根据本公开一些实施例的天线组件的立体图；
图5b是带有根据本公开一些实施例的天线组件的正视图；
图6a是根据本公开一些实施例的贴片辐射元件的馈电柱的侧视图；
图6b是图6a的贴片辐射元件的馈电柱的立体图；
图7a是图6a的贴片辐射元件的馈电柱的第一主表面的平面图；
图7b是图7a的馈电柱的第二主表面的平面图；
图8a是一个天线组件的俯视图，该天线组件包括较低频带辐射元件阵列(被描绘为一个元件的阵列)；
图8b是图8a所示的天线组件中的较低频带辐射元件在方位角平面的辐射方向图；
图9a是根据本公开一些实施例的天线组件的俯视图，该天线组件包括较低频带辐射元件阵列和较高频带辐射元件阵列(被描绘为一个元件的阵列)；
图9b是图9a所示的天线组件中的较低频带辐射元件在方位角平面的辐射方向图。
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，本发明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
以下将参照附图描述本发明，其中的附图示出了本发明的若干实施例。然而应当理解的是，本发明可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本发明的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本发明的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
应当理解的是，本文中的用语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本发明的范围。本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
在本文中，称一个元件位于另一元件“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上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“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、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在本文中，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。
在本文中，可能提及了被“连接”在一起的元件或节点或特征。除非另外明确说明，“连接”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，“连接”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。
在本文中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用语可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用语除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。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。
在本文中，用语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”，而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”，除非另有特别说明。
在本文中，用语“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，本发明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。
在本文中，用语“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。用语“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、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、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
现在将参考附图更详细地描述本公开的一些实施例。
参照图1至2，图1是根据本公开一些实施例的贴片辐射元件10的立体图；图2是图1的贴片辐射元件10的贴片辐射器20的正视图。
如图1所示，贴片辐射元件10可以包括馈电柱30和安装在馈电柱30上的贴片辐射器20。馈电柱30可以从馈电板2(参见图5a和5b)向前延伸，并在馈电柱30的前端部(即图中的上端部)处与贴片辐射器20机械连接和电连接，以便给贴片辐射器20馈送RF信号。
为了满足现代基站天线对频带宽度和回波损耗(例如15dB或更高)的要求，贴片辐射元件10可以构成为空气介质贴片辐射元件。馈电柱30可以从馈电板2向前延伸的长度(由于馈电板2通常被设置在反射体51的前表面上，因此馈电柱30从馈电板2向前延伸的长度也可以被描述为贴片辐射器20与反射体51之间的距离)可以小于0.2λ，例如处于0.05-0.15λ、0.08-0.12λ之间或者可以大约为0.1λ，其中，λ为贴片辐射元件10的工作频带的中心频率对应的波长长度。因此，相比于一些传统的辐射元件接近0.25λ的馈电柱高度而言，贴片辐射元件10的高度可以选择地较低。当然，在此并非限制具有较高尺寸的馈电柱。此外，贴片辐射元件10可以设计成双极化贴片辐射元件。正如图1所示那样，贴片辐射元件10可以包括第一馈电柱301和与第一馈电柱301交叉布置的第二馈电柱302。第一馈电柱301可以构成为用于给贴片辐射器20馈送来自第一极化端口的RF信号，而第二馈电柱302可以构成为用于给贴片辐射器20馈送来自第二极化端口的RF信号。
继续参照图1，贴片辐射器20可以包括在第一方向上延伸的第一贴片部分21和沿第二方向从第一贴片部分21的外端部延伸出去的第二贴片部分22。换句话说，贴片辐射器20可以从传统的二维面状辐射器转变成三维辐射器，从而在满足一定的辐射面积的情况下，减小了贴片辐射器20在二维平面上的尺寸。每个贴片辐射器20的实际长度为水平延伸的第一贴片部分21的长度加上——例如分别处于两侧的——竖直延伸的第二贴片部分22的长度之和。由此，辐射元件的水平延伸尺寸得以减小，从而相邻的贴片辐射元件10之间的间距得到扩大，改善了相邻的贴片辐射元件10之间的隔离度。在一些实施例中，各第二贴片部分22的面积之和除以第一贴片部分21的面积的商的上限值可以为0.5、0.4、0.3、0.2、0.1。
在一些实施例中，第二贴片部分22可以沿任意角度从第一贴片部分21的外端部延伸出去，例如，第二贴片部分22与第一贴片部分21之间的角度可以处于60°至120°、80°至100°之间。在图1的实施例中，第二贴片部分22可以基本上垂直于第一贴片部分21地朝馈电板2弯折。在其他实施例中，第二贴片部分22也可以朝前弯折、即背离馈电板2弯折。如图3所示，第二贴片部分22可以基本上垂直于第一贴片部分21地背离馈电板2弯折。
附加地或备选地，贴片辐射器20可以是钣金件辐射器。钣金件辐射器是有利的：第一，钣金件辐射器容易实现金属板的弯折，由此，各第二贴片部分22可以与第一贴片部分21一体成型；第二，钣金件辐射器的成本更加便宜；第三，钣金件辐射器可以具有任何期望的厚度，并且可以表现出改善的阻抗匹配和/或降低的信号传输损耗；第四，钣金件辐射器可以容易地获得具有较低水平的表面粗糙度，并且可以表现出改善的无源互调(“PIM”)失真性能。
附加地或备选地，第一贴片部分21可以构成为规则形状、例如多边形金属片、矩形金属片或正方形金属片。在图1和2的实施例中，第一贴片部分21可以构成为基本上正方形金属片。正方形的第一贴片部分21有利于平衡的电流分布，从而进一步改善贴片辐射元件10的辐射方向图的极化纯度。此外，从图中可以看到，第一贴片部分21的每条侧边可均连接有相应的第二贴片部分22，从而保持了贴片辐射器20的对称性和平衡性。
应理解的是，第一贴片部分21和/或第二贴片部分22的数量、形状和连接关系并非限制性的。在其他实施例中，第一贴片部分21也可以构成为带有圆弧的金属片。在其他实施例中，也可能的是，第一贴片部分21的部分侧边连接有相应的第二贴片部分22。
附加地或备选地，第二贴片部分22可以构成为矩形金属条或带有圆弧的金属条。在图1的实施例中，第二贴片部分22可以构成为矩形金属条，并且每条第二贴片部分22分别沿着第二方向从第一贴片部分21的相应侧边上延伸出去。有利地，每个第二贴片部分22可以具有近似相同的形状，由此整个贴片辐射器20可以具有近似对称的结构。对称的贴片辐射器20有利于在其上形成平衡的电流分布，从而进一步改善贴片辐射元件10的辐射方向图的极化纯度。
接下去，参考图4a和4b进一步详细阐述根据本发明一些实施例的贴片辐射元件10的馈电柱30，其中，图4a示出馈电柱30的第一主表面上的第一金属图案31，图4b示出馈电柱30的第二主表面上的第二金属图案32。如图1所示，馈电柱30可以构成为PCB馈电柱，其可以包括一对印刷电路板，即，用于具有第一极化的RF信号的第一馈电柱以及用于具有第二极化的RF信号的第二馈电柱。这对印刷电路板可以彼此交叉、例如以90°的角度定向，以便具有X形式的横截面。每个馈电柱30可以借助于一端部(即，下端部33)安装在馈电板2上。在每个馈电柱30的对置的另一端部(即，上端部34)上可以安装有贴片辐射器20。在每个馈电柱30的上端部34上可以设有接片35，该接片35嵌入在贴片辐射器20的第一贴片部分21的馈电口23内，以用于将贴片辐射器20安装到馈电柱30上。第一贴片部分21可以包括用于具有第一极化的RF信号的第一馈电口和第二馈电口，以及用于具有第二极化的RF信号的第三馈电口和第四馈电口。第一馈电柱301可以分别与第一馈电口和第二馈电口电连接、例如焊接，第二馈电柱302可以分别与第三馈电口和第四馈电口电连接、例如焊接，从而提供从馈电板2经由馈电柱30至相应贴片辐射器20的信号路径。
如图4a所示，馈电柱30在其第一主表面上可以印制有第一金属图案31，该第一金属图案31包括印制的馈电电路。第一金属图案31可以包括第一馈电端41，其可以设置在馈电柱30的下端部33上，借助该下端部33，馈电柱30可以安装在馈电板2上并与馈电板2上的馈电线路电连接。第一金属图案31还可以包括功率分配器44、第二馈电端42和第三馈电端43。功率分配器44可以被构成为用于将来自第一馈电端41的RF信号进行分配。参考图4a，该功率分配器44可以构成为一分二功率分配器44，以用于将来自第一馈电端41的RF信号分为——近似等幅同相的——第一子RF信号和第二子RF信号。第一子RF信号可以经由第一传输线路401到达第二馈电端42，第二子RF信号可以经由第二传输线路402到达第三馈电端43。与传统的L型馈电方式相比，基于本实施例所示的双馈电分支的馈电方式可以达到更平衡的馈电，平衡的馈电有利于改善辐射方向图的形状、提高极化纯度。
在馈电柱30的与第一主表面相对置的第二主表面上设有第二金属图案32。如图4b所示，第二金属图案32可以包括接地金属区域36，其可以在馈电柱30的上端部34上与贴片辐射器20电连接、例如焊接，而在馈电柱30的下端部33上与馈电板2的接地层电连接，从而形成用于RF信号的回流路径并且在与第一金属图案31中的馈电电路相互作用下实现RF信号在馈电柱30上的有效传输。
附加地或备选地，第二金属图案32中的接地金属区域36还可以包括带有第一缝隙371的第一感性电路环37和带有第二缝隙381的第二感性电路环38，其中，第一金属图案31中的第一传输线路401对应第一感性电路环37，而第一金属图案31中的第二传输线路402对应第二感性电路环38。也就是说，第一传输线路401在第一主表面上对置地落入第一感性电路环37的延伸范围内，而第二传输线路402在第一主表面上对置地落入第二感性电路环38的延伸范围内。此外，第一金属图案31中的第二馈电端42和第三馈电端43可以分别构成为作为电容起作用的开路短截线。由此，在馈电柱30上可以形成双LC谐振器，即，第一感性电路环37和第二馈电端42作为第一LC谐振器起作用，第二感性电路环38和第三馈电端43作为第二LC谐振器起作用。由于贴片辐射器20可以等效成一个RLC并联谐振器，该双LC谐振器可以为贴片辐射器20提供更加灵活且平衡的调谐。由于贴片辐射器20从传统的二维面状辐射器转变成三维辐射器，其贴片辐射器20自身的等效电容和/或等效电感参数会发生变化。通过馈电柱30上的双LC谐振器可以至少部分地补偿或者说平衡贴片辐射器20的LC参数变化，从而在减小了贴片辐射器20的水平尺寸的前提下维持良好的RF性能、例如回波损耗、工作带宽或交叉极化鉴别率等。
参照图5a和5b，分别示出了根据本公开一些实施例的天线组件50的立体图和正视图。天线组件50可以包括反射体51以及安装在反射体51上的多个贴片辐射元件10阵列。反射体可以用作各贴片辐射元件10的接地平面结构，并且各贴片辐射元件10可以被安装成从反射体向前延伸。鉴于贴片辐射器20从传统的二维面状辐射器转变成三维辐射器，相邻的贴片辐射元件10之间的中心-中心间隔得以降低，但不降低贴片辐射元件10的隔离度和/或交叉极化鉴别率。
附加地或备选地，可以为贴片辐射元件10设置纵向隔栏和/或横向隔栏，以便进一步降低相邻的贴片辐射元件10之间的耦合干扰，从而改善天线的辐射方向图。
下面参考图6a至图7b描述根据本公开一些实施例的贴片辐射元件10。其中，对于与上述实施例中相同或相似的部分，省略对其的描述或仅作简要描述。
贴片辐射元件10包括馈电柱301和馈电柱302、以及被定位在馈电柱301和302的前方(以图6a的视图方向，上方)的特定位置处的贴片辐射器20。在图示的实施例中，贴片辐射器20为二维平面状辐射器，例如被构成为矩形金属片(例如正方形金属片)。贴片辐射器20的对角线的尺寸可以为0.5λ，其中，λ为贴片辐射元件10的工作频带的中心频率对应的在介质中的波长长度。在图示实施例中，贴片辐射元件10被构成为空气介质贴片辐射元件，因此在介质中的波长长度即为在空气中的波长长度。应当理解，在其他实施例中，贴片辐射器20可以被构成为图1、3、5a和5b所示的形状，即包括在第一方向上延伸的第一贴片部分和沿第二方向从第一贴片部分的外端部延伸出去的第二贴片部分。馈电柱301和馈电柱302均被构成为PCB。馈电柱301在沿前后方向(以图7a的视图方向，上下方向)的第一轴线X1(例如可以是中轴线)处设有安装部619。馈电柱302在其对应的位置(例如可以是沿前后方向的中轴线)处设有与安装部619相匹配的另一安装部。馈电柱301和馈电柱302经由安装部619和另一安装部交叉安装为基本互相垂直。馈电柱301沿第一极化方向(例如相对于天线组件的纵向轴线倾斜+45°的方向)以电磁耦合的方式向贴片辐射器20馈送来自第一极化端口的第一RF信号，馈电柱302沿第二极化方向(例如相对于天线组件的纵向轴线倾斜-45°的方向)以电磁耦合的方式向贴片辐射器20馈送来自第二极化端口的第二RF信号。
下面参考图7a和7b描述馈电柱301的结构。本领域技术人员应理解，馈电柱302具有与馈电柱301类似的结构，故省略其描述。如图7a所示，在馈电柱301的第一主表面301-1上设有接地的第一环状线路和第二环状线路。第一环状线路和第二环状线路关于第一轴线X1基本对称。第一环状线路和第二环状线路形成为上文所述的第二金属图案32。
第一环状线路包括被构造为内周为矩形(如图中虚线所示)的开口环611。开口环611的开口形成为第一环状线路的缝隙612。在图示的实施例中，缝隙612位于开口环的611前部(以图7a的视图方向，上部)。应当理解，在其他实施例中，开口环的开口(即环状线路的缝隙)可以位于开口环的其他适当的部位。第一环状线路还包括位于开口环611的矩形的左下角处的短截线613。短截线613在开口环611内，从位于该左下角处的一条边开始、沿与该边相邻的另一条边延伸。第二环状线路包括被构造为内周为矩形的带有缝隙616的开口环615、以及位于开口环615的矩形的右下角处的短截线617。短截线617的位置、形状、尺寸等特性与短截线613关于第一轴线X1基本对称。
每个环状线路被构造为其谐振频率与贴片辐射器20的一个谐振频率基本相同，并且第一和第二环状线路的谐振频率相同，以便于向贴片辐射器20馈电。环状线路的谐振频率与其电流路径长度相关，即与开口环611或615的内周的周长相关。在开口环611和615的内周处设置如上所述的短截线613和617，不改变开口环611或615的内周的周长，即不改变环状线路的谐振频率，但是可以改变环状线路的阻抗。因此，上述设置短截线613和617的方法可以用于调整贴片辐射元件10的阻抗匹配状态。在图示的实施例中，第一环状线路仅在其内周的左下角处、第二环状线路仅在其内周的右下角处设置有上述短截线。应当理解，在其他实施例中，每个环状线路可以在其矩形内周的任意一个或多个角处设置相应的一个或多个短截线，只要第一环状线路和第二环状线路中的短截线的位置、形状、尺寸等特性关于第一轴线X1基本对称即可。
与上文参照图4a的描述类似地，在馈电柱301的第二主表面301-2上设有分别耦接到，例如通过输入部623，第一RF信号(例如来自天线的第一极化端口的RF信号)的输入的馈电线路621和馈电线路622。可以看出，输入部623和馈电线路621、622形成为上文所述的第一金属图案31。在PCB的第二主表面301-2上的馈电线路621和馈电线路622分别与在PCB的第一主表面301-1上的缝隙612和缝隙616交叉，以分别激励第一和第二环状线路，从而第一和第二环状线路一起向贴片辐射器20馈电。
在图示的实施例中，第一环状线路还包括从开口环611的后端(以图7a的视图方向，下端)的外周向后(以图7a的视图方向，向下)延伸的接地连接部614。第二环状线路还包括从开口环615的后端的外周向后延伸的接地连接部618。接地连接部614和618可以电连接到反射体(例如图5a和5b中的反射体51)，从而使得第一和第二环状线路接地。接地连接部614和618的宽度W1小于相应的开口环611和615的外周的宽度W2。在一些实施例中，接地连接部614和618的宽度W1可以小于相应的开口环611和615的外周的宽度W2的2/3、或小于相应的开口环611和615的外周的宽度W2的1/2等。
接地连接部614和618的宽度W1小于相应的开口环611和615的外周的宽度W2，减小了用于馈电柱301和302与馈电板(例如图5a和5b中的馈电板2)之间的连接的部分的尺寸，这有利于馈电板上的传输线的布置。当接地连接部614和618的宽度W1只是略小于(例如小1～2mm)相应的开口环611和615的外周的宽度W2时，不会对第一和第二环状线路的阻抗造成明显的影响。而当接地连接部614和618的宽度W1显著小于(例如小于W2的2/3或小于W2的1/2)相应的开口环611和615的外周的宽度W2时，会明显影响第一和第二环状线路的阻抗，导致贴片辐射元件10的阻抗匹配不好的问题。而在相应的开口环611和615的内周设置如上文所述的短截线613和617，可以用来调节第一和第二环状线路的阻抗，从而可以在不改变开口环611和615的谐振频率的情况下，容易地改善贴片辐射元件10的阻抗匹配。
图9a是根据本公开一些实施例的多频带天线组件的俯视图。该多频带天线组件包括由被配置在较高频带内发送和接收RF信号的一个或多个辐射元件81组成的第一阵列、以及由被配置在较低频带内发送和接收RF信号的一个或多个辐射元件82组成的第二阵列。辐射元件81为根据本公开任一个实施例的贴片辐射元件10。在一个实施例中，辐射元件81包括从反射体向前延伸的馈电柱、以及被定位在馈电柱的前方的特定位置处的贴片辐射器。馈电柱被构成为PCB馈电柱，在馈电柱的第一主表面上设有接地的环状线路，环状线路带有缝隙，在馈电柱的第二主表面上设有耦接到RF信号输入的馈电线路，馈电线路与缝隙交叉以激励环状线路，从而使得环状线路以电磁耦合的方式向贴片辐射器馈电。
如前文所述，被实施为贴片辐射元件的辐射元件81的馈电柱从馈电板向前延伸的长度通常小于0.2λ1，例如处于0.05-0.15λ1、0.08-0.12λ1之间或者可以大约为0.1λ1(λ1为辐射元件81所工作在的较高频带的中心频率对应的波长长度)。这使得辐射元件81中的电流路径不等于0.5λ1，即基本不会恰好等于0.25λ2(其中λ2为辐射元件82所工作在的较低频带的中心频率对应的波长长度)，因此，被实施为贴片辐射元件的辐射元件81不会对辐射元件82产生1/4波长谐振。因此，根据本公开一些实施例的多频带天线组件可以避免工作在较高频带的辐射元件产生的共模谐振对工作在较低频带的辐射元件的辐射方向图的影响。
图9b是图9a所示的天线组件中的较低频带辐射元件82在方位角平面的辐射方向图。图8b是图8a所示的天线组件中的较低频带辐射元件82在方位角平面的辐射方向图，其中，图8a所示的天线组件中仅包括该较低频带辐射元件82，而不包括其他较高频带的辐射元件。可以看出，图9b中的辐射方向图与图8b中的辐射方向图几乎是相同的，即在图9a所示的天线组件中，工作在较高频带的辐射元件81未对工作在较低频带的辐射元件82产生共模谐振的影响。
另外，本公开的实施方式还可以包括以下示例：
1.一种贴片辐射元件，包括：
PCB馈电柱；以及
贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，
其中，所述第一环状线路包括被构造为内周为矩形的第一开口环和位于所述第一开口环的第一角处的第一短截线，其中所述第一开口环的开口形成所述第一缝隙。
2.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一开口环包括位于所述第一角处的相邻的第一边和第二边，其中，所述第一短截线在所述第一开口环内从所述第一边开始沿所述第二边延伸。
3.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一缝隙位于所述第一开口环的前部。
4.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一环状线路还包括从所述第一开口环的后端的外周向后延伸的接地连接部，所述接地连接部的宽度小于所述第一开口环的外周的宽度。
5.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一环状线路以电磁耦合的方式向所述贴片辐射器馈电。
6.根据1所述的贴片辐射元件，其中，
在所述馈电柱的第一主表面上还设有接地的第二环状线路，所述第二环状线路带有第二缝隙，所述第二环状线路与所述第一环状线路关于沿前后方向的第一轴线基本对称，
在所述馈电柱的第二主表面上还设有耦接到所述第一RF信号输入的第二馈电线路，所述第二馈电线路与所述第二缝隙交叉以激励所述第二环状线路，从而与所述第一环状线路一起向所述贴片辐射器馈电。
7.根据6所述的贴片辐射元件，其中，所述馈电柱为第一馈电柱，所述贴片辐射元件还包括第二馈电柱，
在所述第二馈电柱的第一主表面上设有分别带有第三缝隙和第四缝隙的接地的第三环状线路和第四环状线路，所述第三环状线路与第四环状线路关于沿前后方向的第二轴线基本对称，
在所述第二馈电柱的第二主表面上设有共同耦接到第二RF信号输入的第三馈电线路和第四馈电线路，所述第三馈电线路和第四馈电线路分别与所述第三缝隙和第四缝隙交叉以分别激励所述第三环状线路与第四环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，
其中，所述第一馈电柱在所述第一轴线处设有第一安装部，所述第二馈电柱在所述第二轴线处设有第二安装部，所述第一馈电柱与所述第二馈电柱经由所述第一安装部和所述第二安装部交叉安装为基本互相垂直，以使得所述第一馈电柱沿第一极化方向向所述贴片辐射器馈送第一RF信号，以及所述第二馈电柱沿第二极化方向向所述贴片辐射器馈送第二RF信号。
8.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述贴片辐射器被构成为矩形金属片。
9.根据1所述的贴片辐射元件，其中，所述贴片辐射器包括在第一方向上延伸的第一贴片部分和沿第二方向从第一贴片部分的外端部延伸出去的第二贴片部分，其中，所述第二方向不同于第一方向。
10.根据9所述的贴片辐射元件，其中，所述贴片辐射器被构成为钣金件辐射器；和/或
所述贴片辐射元件被构成为空气介质贴片辐射元件；和/或
第二贴片部分与第一贴片部分一体成型；和/或
第一方向相对于第二方向的角度处于80°至100°之间；和/或
一部分或全部第二贴片部分相对于第一贴片部分朝前弯折；和/或
一部分或全部第二贴片部分相对于第一贴片部分朝后弯折。
11.根据9所述的贴片辐射元件，其中，第一贴片部分的每条侧边均连接有相应的第二贴片部分，所述第二贴片部分分别沿着第二方向从第一贴片部分的相应侧边上延伸出去；和/或
各第二贴片部分的面积之和除以第一贴片部分的面积的商的上限值为0.5、0.4、0.3、0.2、0.1。
12.一种贴片辐射元件，包括：
PCB馈电柱；以及
贴片辐射器，被构成为矩形金属片，所述贴片辐射器被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上还设有从所述第一环状线路向后延伸的接地连接部，所述接地连接部的宽度小于所述第一环状线路的外周的宽度。
13.根据12所述的贴片辐射元件，其中，所述接地连接部的宽度小于所述第一环状线路的外周的宽度的2/3。
14.根据12所述的贴片辐射元件，其中，所述第一环状线路包括被构造为内周为矩形的第一开口环和位于所述第一开口环的至少第一角处的第一短截线，其中所述第一开口环的开口形成所述第一缝隙。
15.根据14所述的贴片辐射元件，其中，所述第一开口环包括位于所述第一角处的相邻的第一边和第二边，其中，所述第一短截线在所述第一开口环内从所述第一边开始沿所述第二边延伸。
16.一种天线组件，包括：
反射体；
由第一辐射元件在所述反射体上排列成的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在第一频带内发送和接收信号；以及
由第二辐射元件在所述反射体上排列成的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在第二频带内发送和接收信号，所述第二频带内的至少一个频率低于所述第一频带内的所有频率，
其中，所述第一辐射元件包括：
PCB馈电柱，从所述反射体向前延伸；以及
贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而使得所述第一环状线路以电磁耦合的方式向所述贴片辐射器馈电。
17.根据16所述的天线组件，其特征在于，所述贴片辐射器与所述反射体之间的距离小于所述第一频带的中心频率所对应的波长的0.2倍。
18.一种天线组件，包括：
第一辐射元件的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在较高频带内发送和接收信号；以及
第二辐射元件的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在较低频带内发送和接收信号，
其中，所述第一辐射元件为1至15中任一项所述的贴片辐射元件。
19.一种天线组件，包括反射体以及安装在反射体上的多个如1至15中任一项所述的贴片辐射元件的阵列。
虽然已经通过示例对本发明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，而不是为了限制本发明的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本发明的精神和范围。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发明的范围和精神。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种贴片辐射元件，包括：
PCB馈电柱；以及
贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，
其中，所述第一环状线路包括被构造为内周为矩形的第一开口环和位于所述第一开口环的第一角处的第一短截线，其中所述第一开口环的开口形成所述第一缝隙。
2.根据权利要求1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一开口环包括位于所述第一角处的相邻的第一边和第二边，其中，所述第一短截线在所述第一开口环内从所述第一边开始沿所述第二边延伸。
3.根据权利要求1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一缝隙位于所述第一开口环的前部。
4.根据权利要求1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一环状线路还包括从所述第一开口环的后端的外周向后延伸的接地连接部，所述接地连接部的宽度小于所述第一开口环的外周的宽度。
5.根据权利要求1所述的贴片辐射元件，其中，所述第一环状线路以电磁耦合的方式向所述贴片辐射器馈电。
6.根据权利要求1所述的贴片辐射元件，其中，
在所述馈电柱的第一主表面上还设有接地的第二环状线路，所述第二环状线路带有第二缝隙，所述第二环状线路与所述第一环状线路关于沿前后方向的第一轴线基本对称，
在所述馈电柱的第二主表面上还设有耦接到所述第一RF信号输入的第二馈电线路，所述第二馈电线路与所述第二缝隙交叉以激励所述第二环状线路，从而与所述第一环状线路一起向所述贴片辐射器馈电。
7.一种贴片辐射元件，包括：
PCB馈电柱；以及
贴片辐射器，被构成为矩形金属片，所述贴片辐射器被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而向所述贴片辐射器馈电，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上还设有从所述第一环状线路向后延伸的接地连接部，所述接地连接部的宽度小于所述第一环状线路的外周的宽度。
8.一种天线组件，包括：
反射体；
由第一辐射元件在所述反射体上排列成的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在第一频带内发送和接收信号；以及
由第二辐射元件在所述反射体上排列成的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在第二频带内发送和接收信号，所述第二频带内的至少一个频率低于所述第一频带内的所有频率，
其中，所述第一辐射元件包括：
PCB馈电柱，从所述反射体向前延伸；以及
贴片辐射器，被定位在所述馈电柱的前方，
其中，在所述馈电柱的第一主表面上设有接地的第一环状线路，所述第一环状线路带有第一缝隙，在所述馈电柱的第二主表面上设有耦接到第一RF信号输入的第一馈电线路，所述第一馈电线路与所述第一缝隙交叉以激励所述第一环状线路，从而使得所述第一环状线路以电磁耦合的方式向所述贴片辐射器馈电。
9.一种天线组件，包括：
第一辐射元件的第一阵列，所述第一辐射元件被配置为在较高频带内发送和接收信号；以及
第二辐射元件的第二阵列，所述第二辐射元件被配置为在较低频带内发送和接收信号，
其中，所述第一辐射元件为权利要求1至7中任一项所述的贴片辐射元件。
10.一种天线组件，包括反射体以及安装在反射体上的多个如权利要求1至7中任一项所述的贴片辐射元件的阵列。
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