CN115380437A - 对天线之间的隔离的改进 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及对天线之间的隔离的改进，并且提供了一种天线、包括该天线的天线阵列以及包括该天线阵列的通信设备。该天线包括改进的馈电网络。该馈电网络包括：第一端口和第二端口，均被配置成发送和/或接收信号；第一馈线和第二馈线，被并联耦合在所述第一端口和所述第二端口之间并且被形成为连续的导电回路；以及第一馈电件和第二馈电件及第三馈电件和第四馈电件，第一馈电件和第二馈电件均被布置成耦合到第一馈线上的第一节点并且耦合到天线的辐射元件，第三馈电件和第四馈电件均被布置成耦合到第二馈线上的第二节点并且耦合到该辐射元件。

Description

对天线之间的隔离的改进

技术领域

本公开的实施例一般涉及电信领域，尤其涉及天线、包括该天线的天线阵列和包括该天线阵列的通信设备。

背景技术

天线之间的高隔离(换言之，高于预定阈值的目标隔离)将改善天线的抗干扰能力，尤其是对于第五代(5G)移动通信系统中的多输入多输出(MIMO)天线。在多天线环境中重要的是，每个天线没有明显地电磁和/或电耦合到另一天线并因此影响另一天线使得其性能降低。目前，正交极化的天线元件(AE)被用在大多数基站收发台(BTS)中。由于天线阵列中的两个相邻AE的距离是固定的，所以仅通过将天线位置旋转来改变隔离。因此，两个正交极化的天线使隔离最小化，并且难以通过改变具有恒定距离的天线的位置来进一步改善隔离。

随着5G天线阵列中AE数量的增加，在AE之间获得高隔离存在很大的挑战。另一方面，为了提高整个系统的性能总是需要更高的隔离。

发明内容

一般而言，本公开的示例实施例提供了一种天线、天线阵列和通信设备。

在第一方面，提供了一种天线。所述天线包括：辐射单元；以及与所述辐射元件耦合的馈电网络。馈电网络包括：第一端口和第二端口，均被配置成发送和/或接收信号；第一馈线和第二馈线，被并联耦合在所述第一端口和所述第二端口之间并且被形成为连续的导电回路；以及第一馈电件和第二馈电件及第三馈电件和第四馈电件，第一馈电件和第二馈电件均被布置成耦合到第一馈线上的第一节点并且耦合到辐射元件，第三馈电件和第四馈电件均被布置成耦合到第二馈线上的第二节点并且耦合到辐射元件。

在第二方面，提供了一种天线阵列。该天线阵列包括多个根据第一方面的天线。

在第三方面，提供了一种通信设备。该通信设备包括根据第二方面的天线阵列。

应当理解，发明内容部分不旨在标识本公开的实施例的关键或必要特征，也不旨在用于限制本公开的范围。通过以下描述，本公开的其他特征将变得容易理解。

附图说明

现在将参照附图描述一些示例实施例，其中：

图1示出了天线之间的隔离的测量的图；

图2示出了两种类型的隔离的图；

图3示出了两个正交极化的天线的互耦合的图；

图4A示出了根据本公开的一些示例性实施例的天线的透视图；

图4B示出了根据本公开的一些示例性实施例的天线的分解透视图；

图5示出了根据本公开的一些示例性实施例的天线的馈电网络的顶视图；

图6示出了+45度极化的波束图案的产生的图；

图7示出了-45度极化的波束图案的产生的图；

图8示出了传统方案的馈电网络的顶视图；

图9A示出+45度极化的波束图案的图；

图9B示出了-45度极化的波束图案的图；

图10示出了根据本公开的一些示例实施例和传统方案在天线之间的隔离方面的比较图；

图11A示出了根据本公开的一些示例性实施例的隔离和回波损耗的仿真结果；

图11B示出了根据本公开的一些示例实施例的在水平平面和垂直平面以及±45度极化方面的仿真结果；

图12示出了根据本公开的一些示例实施例的天线阵列的图；以及

图13示出了根据本公开的一些示例实施例的通信设备的图。

在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例来描述本发明的原理。应当理解，描述这些实施例只是为了说明的目的，并帮助本领域技术人员理解和实施本发明，而不暗示对本发明的范围的任何限制。本文描述的公开内容可以以除下文描述的方式之外的各种方式实现。

在以下描述和权利要求中，除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。

本公开中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明，所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都必须包括所述特定的特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应认为，无论是否明确描述，在本领域技术人员的知识范围内可以结合其他实施例影响该特征、结构或特性。

应当理解，尽管本文中可以使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一种元件和另一种元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离示例实施例的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个所列术语中的任何和所有组合。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制示例实施例。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。将进一步理解，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“包括有”和/或“含有”，规定了所述特征、元件和/或组件等的存在，但不排除一个或多个其他特征、元件、组件和/或其组合的存在或添加。

在本申请中，术语“电路”可指以下一项或多项或全部：

(a)仅硬件电路实现(例如仅在模拟和/或数字电路中实现)和

(b)硬件电路和软件的组合，例如(如适用)：

(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及

(ii)具有软件(包括数字信号处理器)的硬件处理器、软件和存储器中的任何部分，它们一起工作以使设备(如移动电话或服务器)执行各种功能，和

(c)硬件电路和/或处理器，例如微处理器或微处理器的一部分，其需要软件(例如固件)进行操作，但软件在不需要操作时可能不存在。

电路的定义适用于本申请中该术语的所有使用，包括任何权利要求。作为进一步的示例，如在本申请中所使用的，术语电路还包括仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及其(或其)伴随的软件和/或固件的实现。术语电路还覆盖，例如，并且如果适用于特定权利要求元素，移动设备的基带集成电路或处理器集成电路，或服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路。

如本文所用，术语“通信网络”是指遵循任何合适的通信标准的网络，例如长期演进(LTE)、LTE高级(LTE-A)、宽带码分多址(WCDMA)、高速分组接入(HSPA)、窄带物联网(NB-IoT)、工业物联网(IIoT)、物联网(IoT)等。此外，通信网络中的终端设备和网络设备之间的通信可以根据任何合适的一代通信协议执行，包括但不限于第一代(1G)、第二代(2G)、2.5G、2.75G、第三代(3G)、第四代(4G)、4.5G、未来第五代(5G)新无线电(NR)通信协议和/或目前已知或未来将开发的任何其他协议。此外，术语“通信网络”还可以指非蜂窝通信网络，例如但不限于蓝牙(BT)、无线局域网(WLAN)等。通信可以包括直接设备到设备通信，例如(a)基站节点到基站节点或(b)移动设备到移动设备，而不需要移动设备(情况a)或基站(情况b)的任何交互。本发明的实施例可应用于各种通信系统中。鉴于通信的快速发展，当然也将有可以实现本发明的未来类型的通信技术和系统。不应将本公开的范围视为仅限于上述系统。

如这里所使用的，术语“通信设备”指通信网络中的网络设备或终端设备。术语“网络设备”是指通信网络中的节点，终端设备通过该节点接入网络并从中接收服务。根据应用的术语和技术，网络设备可以指基站(BS)或接入点(AP)，例如，节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、NR下一代NodeB(gNB)、远程无线电单元(RRU)、无线电报头(RH)、远程无线电报头(RRH)、中继、诸如毫微微、微微等低功率节点。RAN拆分架构包括控制多个gNBDU(分布式单元，承载RLC、MAC和PHY)的gNB CU(集中式单元，承载RRC、SDAP和PDCP)。

术语“终端设备”是指能够进行无线通信的任何终端设备。作为示例而非限制，终端设备也可以被称为通信设备、用户设备(UE)、移动设备、用户站(SS)、便携式用户站、移动站(MS)或接入终端(AT)。终端设备可以包括但不限于移动电话、蜂窝电话、智能电话、IP语音(VoIP)电话、无线本地环路电话、平板电脑、可穿戴终端设备、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、台式机、图像捕获终端设备例如数码相机、游戏终端设备、音乐存储和回放设备、车载无线终端设备、无线端点、移动站、膝上型嵌入式设备(LEE)、膝上型设备(LME)、USB加密狗、智能设备、无线客户驻地设备(CPE)、物联网(loT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用程序(例如，远程手术)，工业设备和应用(例如，在工业和/或自动化处理链上下文中操作的机器人和/或其他无线设备)、消费电子设备、在商业和/或工业无线网络上操作的设备等。尽管在各种示例性实施例中可以在固定和/或无线网络节点中执行本文所述的功能，但在其他示例性实施方式中，可以在用户设备装置(例如蜂窝电话或平板电脑或笔记本电脑或台式机或移动IOT设备或固定IOT设备)中实现功能。例如，该用户设备装置可以适当地配备有如结合固定和/或无线网络节点所描述的相应能力。用户设备装置可以是用户设备和/或控制设备，例如芯片组或处理器，其被配置为当被安装在用户设备中时控制用户设备。这种功能的示例包括自举服务器功能和/或归属订户服务器，从这些功能/节点的角度其可以通过向用户设备装置提供被配置为使用户设备装置执行的软件来在用户设备装置中实现。

术语“移动设备”是指能够通过任何方式通过由移动设备的用户佩戴从点A移动到点B的设备，例如但不限于：通过手持，通过携带，通过车辆(驾驶，飞行，在液体中航行/漂浮等)。

此外，术语“通信设备”还可以指固定或静止的电子通信设备，例如基站节点，其是固定在适当位置并且不移动的设备。

如上所述，天线之间的高隔离可以提高天线的抗干扰能力。图1示出了天线之间的隔离的测量的图100。天线之间的隔离是天线如何紧密耦合的度量。如图所示，天线102和103之间的隔离S12可以经由天线102的端口1和天线103的端口2、利用矢量网络分析器(VNA)101来测量。例如，隔离S12可以指由端口1接收的信号功率与由端口2发送的信号功率之比。这仅仅是一个例子，任何其它合适的方式也可用于测量隔离。

影响隔离的主要因素是天线102和103之间的互耦合。它也适用于天线阵列中的两个AE。对于同一阵列上的AE，期望它们之间的隔离尽可能高。设计目标是在天线之间具有尽可能高的隔离，使得这可以改善天线的抗干扰能力，特别是对于5G MIMO天线。因此，目标是最大化天线隔离，并且这在一些天线性能要求中可能比天线增益更重要。

图2示出了两种类型的隔离的图200。一种类型是如201所示的两个不同极化的隔离，另一种类型是如202所示的相同极化的隔离。相同极化的隔离主要取决于两个天线之间的距离d，如202所示。如201所示，两个正交极化的天线之间的隔离主要涉及天线之间以及馈电网络之间的互耦合。图3示出了两个正交极化的天线的互耦合的图300。如图所示，附图标记301表示天线之间的互耦合，附图标记302表示馈电网络之间的互耦合。后面将描述馈电网络。

众所周知，两个正交极化的天线的耦合最小。因此，正交极化的AE通常被用在BTS中。然而，难以通过改变具有恒定距离的天线的位置来获得隔离的增加。在当前的5G天线阵列中，在一个实施例中，AE的数目高达192，但是在一些实施例中可以有更多。对于毫米波产品，可能有256个AE。随着AE数量的增加，隔离将变得更糟，因此随着AE数量的增加，实现足够高的隔离(高于预定阈值)的问题变得更加困难。另一方面，总是需要更高的隔离来提高整个系统的性能。

为了至少部分地解决上述和其他潜在问题，本公开的示例实施例提供了一种具有改进的馈电网络的天线。改进的馈电网络包括：第一端口和第二端口，均被配置成发送和/或接收信号；以及第一馈线和第二馈线，被并联耦合在第一端口和第二端口之间，并被形成为连续的导电回路。利用连续的导电回路设计，获得在第一端口和第二端口之间的高隔离。

改进的馈电网络还包括第一馈电件和第二馈电件以及第三馈电件和第四馈电件，第一馈电件和第二馈电件均被布置成耦合到第一馈线上的第一节点并且耦合到天线的辐射元件，第三馈电件和第四馈电件均被布置成耦合到第二馈线上的第二节点并且耦合到辐射元件。这样，第一馈电件、第二馈电件、第三馈电件和第四馈电件被同时馈电，并且两个极化的波束图案被有利地保持非常好的一致性，同时提供高于预定阈值的高隔离。

下面将参考图4A至图7详细描述本公开的原理和实现。图4A示出了根据本公开的一些示例实施例的天线400的透视图。图4B示出了根据本公开的一些示例实施例的天线400的分解透视图。为了说明，以贴片天线为例描述天线400。

天线400可以包括衬底层401、形成在衬底层401上的接地平面402、形成在接地平面402上的馈电网络403以及形成在衬底层401的顶部上并与馈电网络403电耦合的辐射元件404。接地平面401可以形成包括天线400的装置的整个“接地平面”。备选地，接地平面401可仅形成装置的整个接地平面的一部分。辐射元件404被配置成当其被驱动或馈电时进行辐射，使得辐射元件仅在射频(RF)电路(例如发射器)经由辐射元件发射RF信号和/或通过辐射元件从以太接收电磁信号并耦合到RF电路(例如接收器)时才可操作。

应当注意，图4A中的衬底层、接地平面、辐射元件和馈电网络的数目是出于说明的目的而给出的，而不暗示对本公开的任何限制。天线400可以包括适合于实现本公开的实施方式的任何合适数量的衬底层和/或接地平面和/或辐射元件和/或馈电网络。此外，衬底层、接地平面、辐射元件和馈电网络的布置不限于所示出的布置，并且任何其他合适的布置也是可行的。此外，天线400可以包括未示出的附加组件和/或可以省略示出的一些组件，并且本公开的范围不限于此。

在一些实施例中，接地平面401可以由具有第一尺寸的金属板形成，并且辐射元件404可以由具有小于第一尺寸的第二尺寸的金属板形成。当然，辐射元件404也可以由尺寸大于或等于第一尺寸的金属板形成，并且本公开不对此进行限制。在一些实施例中，辐射元件404可以是印刷导电层(PCB)或形成在塑料衬底上或通过塑料衬底提供的导电层，塑料衬底例如激光直接成型(LDS)或模制互连器件(MID)。例如，辐射元件404可以是印刷电路板。在一些实施例中，衬底层401可以是电介质。备选地，衬底层401可以是PCB。

应当注意，上述贴片天线仅作为示例被提供，根据本公开的馈电网络可以被应用于任何其他合适形式的天线。例如，根据本公开的馈电网络可以被应用于以下天线类型中的一种或多种，并且不限于这些天线类型：贴片天线(patch antenna)，偶极天线(dipoleantenna)，缝隙天线(slot antenna)及所有它们的变体，例如，介电谐振天线、折叠偶极天线等。下面将详细描述馈电网络。

图5示出了根据本公开的一些示例实施例的天线的馈电网络500的顶视图。为了方便，将结合图4对其进行描述。如图5所示，馈电网络500包括第一端口501和第二端口502。在一些实施例中，第一端口501和第二端口502中的每一个可以被配置为发送和接收信号。例如，第一端口501和第二端口502中的每一个可以将待传输的信号传送到辐射元件404。备选地或附加地，第一端口501和第二端口502中的每一个可以将从辐射元件404接收到的信号传送到信号处理模块以供后续使用。

如图5所示，第一馈线503和第二馈线504被并联耦合在第一端口501和第二端口502之间，并且被形成为连续导电回路。在天线400的操作期间，利用连续导电回路，经由第一馈线503从第一端口501到第二端口502的信号的一部分和经由第二馈线504从第一端口501到第二端口502的信号的一部分在第二端口502处被抵消。这样，可以改善第一端口501和第二端口502之间的隔离。在一些实施例中，经由第一馈线503从第二端口502到第一端口501的信号的一部分和经由第二馈线504从第二端口502到第一端口501的信号的一部分也可以在第一端口501处被抵消。在这种情况下，第一端口501和第二端口502被去耦合，并且第一端口501和第二端口502之间的隔离可以被进一步改善。

馈电网络500还包括四个馈电件507-510。这里的馈电件可以指天线馈电点。为方便起见，这四个馈电件也被称为第一馈电件507、第二馈电件509、第三馈电件510和第四馈电件508，如图5所示。四个馈电件507-510被用于电耦合到辐射元件404并将辐射元件404与馈电网络500分离。这些馈电件可以是任何适当形式的导体，并且可以具有不同的形式。馈电件的数量不限于四个，任何其它合适的数量也是可行的。

第一馈电件507和第二馈电件509中的每一个都具有耦合到第一馈线503上的第一节点505的一端和耦合到辐射元件404的另一端。第三馈电件510和第四馈电件508中的每一个都具有耦合到第二馈线504上的第二节点506的一端和耦合到辐射元件404的另一端。这样，四个馈电件507-510将同时被耦合并用于产生一个波束图案。

在一些实施例中，第一馈线503的从第一端口501延伸到第一节点505的第一部分511、第一馈线503的从第一节点505延伸到第二端口502的第二部分514、第二馈线504的从第一端口501延伸到第二节点506的第一部分512以及第二馈线504的从第二节点506延伸到第二端口502的第二部分513可以在电长度上被设置成实现上述信号抵消。在本文中，电长度与所传送的信号的波长相关联。例如，电长度可以指微带传输线的物理长度与所传输的电磁波的长度(即，所传送的信号的波长)的比率。

在一些实施例中，当第一馈线503的第一部分511、第二馈线504的第一部分512和第二馈线504的第二部分513中的每一个都具有第一电长度时，并且当第一馈线503的第二部分514具有等于第一电长度的三倍的第二电长度时，可以实现上述抵消。例如，第一电长度可以是λ/4，并且第二电长度可以是3/4λ，其中λ表示所传送的信号的波长。应当注意，这仅仅是一个例子，并且用于实现上述信号抵消的任何其它合适方式也是可行的。

在一些备选或附加实施例中，四个馈电件507-510可以关于辐射元件404的中心轴(垂直于图5中的纸面并且未示出)被对称地布置。因此，可以产生对称的波束图案，同时提供高隔离。

在一些备选或附加实施例中，四个馈电件507-510可以被布置成产生具有+45度极化或-45度极化的波束图案。这样，可以实现两个正交极化的天线，同时提供高隔离。在一些实施例中，第一馈电件507和第二馈电件509可以被布置为关于辐射元件404的中心轴水平对称，并且第三馈电件510和第四馈电件508可以被布置为关于中心轴垂直对称。在一些实施例中，第一馈电件507和第二馈电件509可以被布置为相对于所传送的信号具有180度的相位差，并且第三馈电件510和第四馈电件508可以被布置为相对于所传送的信号具有180度的相位差。这样，由第一馈电件507和第二馈电件509产生的第一矢量场和由第三馈电件510和第四馈电件508产生的第二矢量场可以叠加成具有+45度极化或-45度极化的波束图案。将参考图6和图7描述细节。

图6示出了产生+45度极化的波束图案的图600。为了方便起见，将参考图5对其进行描述。在该实施例中，信号要从第一端口501被发送。来自第一端口501的信号的一部分通过λ/4到达第一节点505，然后以180度相位差(例如，在第一馈电件507处为0度，在第二馈电件509处为180度)到达第一馈电件507和第二馈电件509。在这种情况下，矢量场601(水平场)由第一馈电件507和第二馈电件509产生，如图6所示。

因此，来自第一端口501的信号的另一部分通过λ/4到达第二节点506，然后以180度相位差(例如，在第三馈电件510处为0度，在第四馈电件508处为180度)到达第三馈电件510和第四馈电件508。在这种情况下，如图6所示，由第三馈电件510和第四馈电件508产生矢量场602(垂直场)。结果，矢量场601和602叠加成+45度远场603，如图6所示。

在该实施例中，假设存在从第一端口501漏到第二端口502的信号的部分，即，存在从第一节点505被发送到第二端口502的信号部分1，以及存在从第二节点506被发送到第二端口502的信号部分2。由于信号部分1和信号部分2的电长度相同，信号部分1和信号部分2将在第二端口502处被抵消。换句话说，没有信号部分从第一端口501漏到第二端口502。因此，第一端口501和第二端口502被去耦合。

图7示出了产生-45度极化的波束图案的图700。为了方便起见，将参考图5对其进行描述。在该实施例中，信号要从第二端口502被发送。来自第二端口502的信号的一部分通过3λ/4到达第一节点505，然后以180度相位差到达第一馈电件507和第二馈电件509(例如，在第一馈电件507处为180度，在第二馈电件509处为360度(即，0度))。在这种情况下，由第一馈电件507和第二馈电件509产生矢量场701(水平场)，如图7所示。

因此，来自第二端口502的信号的另一部分通过λ/4到达第二节点506，并且然后以180度相位差(例如，在第三馈电件510处为0度，在第四馈电件508处为180度)到达第三馈电件510和第四馈电件508。在这种情况下，由第三馈电件510和第四馈电件508产生矢量场702(垂直场)，如图7所示。结果，矢量场701和702叠加成-45度远场703，如图7所示。

在该实施例中，假设存在从第二端口502漏到第一端口501的信号部分，即，存在从第一节点505发送到第一端口501的信号部分1和从第二节点506发送到第一端口501的信号部分2。由于信号部分1和信号部分2的电长度相同，信号部分1和信号部分2将在第一端口501处被抵消。换句话说，没有信号部分从第二端口502漏到第一端口501。因此，第一端口501和第二端口502被去耦合，并且第一端口501和第二端口502之间的隔离被有效地改善。

回到图5，在一些实施例中，第一馈电件507可以经由第三馈线515被耦合到第一节点505，并且第三馈电件510可以经由第四馈线516耦合到第二节点506，第四馈线516具有与第三馈线515相同的电长度。在一些备选或附加实施例中，第二馈电件509经由第五馈线517被耦合到第一节点505，并且第四馈电件508经由第六馈线518被耦合到第二节点506，第六馈线518具有与第五馈线517相同的电长度。这样，由四个馈电件507-510产生的叠加远场辐射图案可以形成具有+45度极化或-45度极化的一个波束图案，如图6和图7所示。

在一些备选或附加实施例中，第三馈线515和第五馈线517具有第一公共部分，而第四馈线516和第六馈线518具有第二公共部分，如图5所示。第一公共部分具有与第二公共部分相同的电长度。这样，可以实现更紧凑的天线结构。应当注意，如图5所示的用于馈线的微带的布置仅仅是示例，任何其它合适的布置也是可行的。

参考图8至图11B进行以下描述，并且图8至图11B示出了本发明天线和传统天线的馈电网络之间的比较以及本发明天线在隔离方面优于传统天线的优点。图8示出了传统方案的馈电网络800的顶视图。图9A示出+45度极化的波束图案的图901，而图9B示出-45度极化的波束图案的图902。

如图8所示，馈电网络800包括第一端口802和第二端口803。馈电件804和805(表示为馈电点1和馈电点2)中的每一个被连接到第一端口802，并且馈电件806和807(表示为馈电点3和馈电点4)中的每一个被连接到第二端口803。在操作期间，馈电件804和805具有180度的相位差，馈电件806和807具有180度的相位差。四个馈电件804-807关于辐射元件801的中心轴对称地布置。

来自端口802的信号仅到达馈电件804和805而不到达馈电件806和807。在这种情况下，可以由馈电件804和805产生具有+45度极化的波束图案，如图9A所示。来自端口803的信号仅到达馈电件806和807而不到达馈电件804和805。在这种情况下，可以由馈电件806和807产生具有-45度极化的波束图案，如图9B所示。

利用图5所示并且根据本公开的馈电网络500，也可以生成如图9A和9B所示的具有±45度极化的波束图案。与馈电网络800相比，根据本公开的馈电网络500可以有利地增加两个端口之间的隔离。图10示出了根据本公开的一些示例实施例的天线之间的隔离与传统方案的比较图1000。

如图10所示，曲线1001表示根据本公开的第一端口501和第二端口502之间的隔离，曲线1002表示根据传统方案的第一端口802和第二端口803之间的隔离。在从2.1GHz到3.1GHz的带宽中测量曲线1001和1002。从曲线1001和1002可以看出，当使用馈电网络500时，在从2.5到2.7GHz(200MHz的带宽)的天线带宽上存在至少10dB的隔离增加。应当注意，这仅仅是用于说明的示例，本申请不对天线的带宽做出任何限制。

此外，与馈电网络800相比，根据本公开的馈电网络500没有增益的损失，没有线路损耗的增加，没有体积和重量的增加，并且没有成本的增加。图11A示出了根据本公开的一些示例实施例的在隔离和回波损耗方面的仿真结果1110。图11B示出了根据本公开的一些示例性实施例的在水平平面和垂直平面以及±45度极化方面的仿真结果1120。

如图11A所示，曲线1111表示输入回波损耗(S1，1)，曲线1112表示增益(S2，1)，曲线1113表示隔离(S1，2)，曲线1114表示输出回波损耗(S2，2)。可以看出，从2.5GHz到2.7GHz，隔离稳定在-25dB±2。此外，回波损耗低于-10dB。

如图11B所示，曲线1121表示具有水平平面和+45度极化的远场辐射图案的1D结果，曲线1122表示具有垂直平面和+45度极化的远场辐射图案的1D结果，曲线1123表示具有水平平面和-45度极化的远场辐射图案的1D结果，曲线1124表示具有垂直平面和-45度极化的远场辐射图案的1D结果。可以看出，无论是水平平面还是垂直平面，±45度极化的波束图案都表现出高一致性。

至此，描述了根据本公开的一些实施例的天线。利用天线的馈电网络中的连续导电回路，改善了两个端口之间的隔离(与常规馈电网络相比)。利用一起操作的四个馈电件，两个矢量场被叠加以便产生具有+45度或-45度极化的波束图案。此外，没有增益的损失，没有线路损耗的增加，并且没有体积和重量的增加。此外，没有成本的增加。

相应地，本公开的实施例还提供了一种天线阵列。图12示出了根据本公开的一些示例实施例的天线阵列1200的示图。为方便起见，将结合图4和图5对其进行描述。如图所示，天线阵列1200包括多个AE 1201。AE 1201由天线400形成。AE 1201的数目不限于所示的数目，并且可以是任何合适的数目。此外，天线阵列1200可以包括未示出的附加组件和/或可以省略示出的一些组件，并且本公开的范围不限于此。

本公开的实施例还提供了一种通信设备。图13示出了根据本公开的一些示例实施例的通信设备1300的示图。通信设备1300可以在网络设备或终端设备的至少一部分处实现或实现为网络设备或终端设备的至少一部分。

如图所示，通信设备1300包括处理器1310、耦合到处理器1310的存储器1320、耦合到处理器1310的合适的发射机(TX)和/或接收机(RX)1340以及耦合到TX/RX 1340的通信接口。存储器1320存储程序1330的至少一部分。TX/RX 1340用于双向通信。TX/RX1340具有至少一个天线400或天线阵列1200以便于通信，但是实际上在本申请中提到的接入节点可以具有几个。通信接口可以表示与其他网络元件通信所需的任何接口，诸如用于eNB之间的双向通信的X2接口，用于移动性管理实体(MME)/服务网关(S-GW)与eNB之间的通信的S1接口，用于eNB与中继节点(RN)之间的通信的Un接口，或者用于eNB与终端设备之间的通信的Uu接口。

假设程序1330包括程序指令，当由相关联的处理器1310执行时，该程序指令使得设备1300能够根据本公开的实施例进行操作。这里的实施例可以通过可由设备1300的处理器1310执行的计算机软件，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合来实现。处理器1310可以被配置实施本发明的各种实施例。此外，处理器1310和存储器1320的组合可以形成适于实现本公开的各种实施例的处理部件1350。

存储器1320可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现，作为非限制性示例，诸如非瞬态计算机可读存储介质，基于半导体的存储器设备，磁存储器设备和系统，光存储器设备和系统，固定存储器和可移动存储器。虽然在设备1300中仅示出了一个存储器1320，但是在设备1300中可以有几个物理上不同的存储器模块。作为非限制性示例，处理器1310可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且可以包括：通用计算机，专用计算机，微处理器，数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。设备1300可具有多个处理器，例如在时间上从属于使主处理器同步的时钟的专用集成电路芯片。

通常，本公开的各种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。一些方面可以用硬件来实现，而其他方面可以用固件或软件来实现，这些固件或软件可以由控制器、微处理器或其他计算设备来执行。虽然本公开的实施例的各方面被示出并描述为框图、流程图或使用一些其它图形表示，但将理解，本文描述的框、装置、系统、技术或方法可在作为非限制性示例的硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其一些组合中实现。

作为示例，可以在例如在目标物理或虚拟处理器上的设备中执行的程序模块中包括的机器可执行指令的上下文中描述本公开的实施例。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据结构的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。在各种实施例中，程序模块的功能可在本文所述的程序模块之间合并或拆分。用于程序模块的机器可执行指令可在本地或在分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。

用于执行本公开的方法的程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写。程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，使得程序代码在由处理器或控制器执行时实现流程图和/或框图中指定的功能/操作。作为独立软件包，程序代码可以完全在机器上、部分在机器上、部分在机器上且部分在远程机器上或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机程序代码或相关数据可以由任何适当的载体承载，例如可以执行如上所述的各种处理和操作的装置、设备或处理器。载波的示例包括信号、计算机可读介质等。信号的例子可以包括电、光、无线、声或其它形式的信号广播，例如载波、红外信号等。

计算机可读介质可以是可包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例将包括：具有一条或多条导线的电连接，便携式计算机磁盘，硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)，光纤，便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，光存储设备，磁存储设备，或前述的任何合适的组合。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本方法的操作，但是其不要求或暗示为了实现期望的结果、这些操作必须根据该特定顺序来执行，或者仅可以通过执行所有示出的操作。相反，流程图中描述的步骤的执行顺序可以改变。可备选地或附加地，可省略一些步骤，可将多个步骤合并成一个步骤，或可将一个步骤分成多个步骤以供执行。应当理解，根据本公开的两个或更多个设备的特征和功能可以在单个实现中组合实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征和功能也可以在多个设备中实现。

虽然已经参考各种实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例实施例。本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (13)

1.一种天线(400)，包括：

辐射元件(404)；以及

与所述辐射元件(404)耦合的馈电网络(403，500)，所述馈电网络(403，500)包括：

第一端口(501)和第二端口(502)，均被配置为发送和/或接收信号；

第一馈线(503)和第二馈线(504)，被并联耦合在所述第一端口(501)和所述第二端口(502)之间并且被形成为连续的导电回路；以及

第一馈电件(507)和第二馈电件(509)以及第三馈电件(510)和第四馈电件(508)，所述第一馈电件(507)和所述第二馈电件(509)均被布置成耦合到所述第一馈线(503)上的第一节点(505)并且耦合到所述辐射元件(404)，并且所述第三馈电件(510)和所述第四馈电件(508)均被布置成耦合到所述第二馈线(504)上的第二节点(506)并且耦合到所述辐射元件(404)。

2.根据权利要求1所述的天线(400)，其中所述馈电网络(403，500)被配置为使得当信号从所述第一端口(501)被发送时，来自所述第一端口(501)的所述信号的第一部分经由所述第一馈线(503)被发送到所述第二端口(502)，并且来自所述第一端口(501)的所述信号的第二部分经由所述第二馈线(504)被发送到所述第二端口(502)，所述信号的所述第一部分和所述第二部分在所述第二端口(502)处被抵消，以及

当信号从所述第二端口(502)被发送时，来自第二端口(502)的所述信号的第一部分经由所述第一馈线(503)被发送到所述第一端口(501)，并且来自所述第二端口(502)的所述信号的第二部分经由所述第二馈线(504)被发送到所述第一端口(501)，所述信号的所述第一部分和所述第二部分在所述第一端口(501)处被抵消。

3.根据权利要求1或2所述的天线(400)，其中从所述第一端口(501)延伸到所述第一节点(505)的所述第一馈线(503)的第一部分、从所述第一节点(505)延伸到所述第二端口(502)的所述第一馈线(503)的第二部分、从所述第一端口(501)延伸到所述第二节点(506)的所述第二馈线(504)的第一部分以及从所述第二节点(506)延伸到所述第二端口(502)的所述第二馈线(504)的第二部分在电长度上被设置成实现所述抵消。

4.根据权利要求3所述的天线(400)，其中所述第一馈线(503)的所述第一部分、所述第二馈线(504)的所述第一部分和所述第二馈线(504)的所述第二部分中的每一个都具有第一电长度，并且所述第一馈线(503)的所述第二部分具有等于所述第一电长度的三倍的第二电长度。

5.根据权利要求4所述的天线(400)，其中所述第一电长度是所述信号的波长的四分之一，并且所述第二电长度是所述波长的四分之三。

6.根据权利要求1或2所述的天线(400)，其中所述第一馈电件(507)、所述第二馈电件(509)、所述第三馈电件(510)和所述第四馈电件(508)关于所述辐射元件(404)的中心轴被对称地布置。

7.根据权利要求6所述的天线(400)，其中所述第一馈电件(507)、所述第二馈电件(509)、所述第三馈电件(510)和所述第四馈电件(508)被布置为使得由所述第一馈电件(507)和第二馈电件(509)生成的第一矢量场和由所述第三馈电件(510)和第四馈电件(508)生成的第二矢量场被叠加成具有+45度极化或-45度极化的波束图案。

8.根据权利要求7所述的天线(400)，其中所述第一馈电件(507)和所述第二馈电件(509)被布置为关于所述辐射元件(404)的中心轴水平对称，并且所述第三馈电件(510)和所述第四馈电件(508)被布置为关于所述中心轴垂直对称。

9.根据权利要求7所述的天线(400)，其中所述第一馈电件(507)和所述第二馈电件(509)被布置成相对于所述信号具有180度的相位差，并且所述第三馈电件(510)和所述第四馈电件(510，508)被设置为相对于所述信号具有180度的相位差。

10.根据权利要求7所述的天线(400)，其中所述第一馈电件(507)经由第三馈线(515)被耦合到所述第一节点(505)，并且所述第三馈电件(510)经由第四馈线(516)被耦合到所述第二节点(506)，所述第三馈线(515)和所述第四馈线(516)具有相同的电长度，以及

其中所述第二馈电件(509)经由第五馈线(517)被耦合到所述第一节点(505)，并且所述第四馈电件(508)经由第六馈线(518)被耦合到所述第二节点(506)，所述第五馈线(517)和所述第六馈线(518)具有相同的电长度。

11.根据权利要求10所述的天线(400)，其中所述第三馈线(515)和所述第五馈线(517)具有第一公共部分，并且所述第四馈线(516)和所述第六馈线(518)具有第二公共部分，以及

其中所述第一公共部分和所述第二公共部分具有相同的电长度。

12.一种天线阵列(1200)，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的多个天线(400)。

13.一种通信设备(1300)，包括根据权利要求12所述的天线阵列(1200)。

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