CN210430081U - 辐射元件以及基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种辐射元件，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构包括蜿蜒曲折的导电路径，并且在导电结构和辐射器之间形成耦合电容，并且其中，所述辐射器的工作频带的中心频率大于寄生元件的第一工作频带的中心频率。根据本实用新型一些实施例的辐射元件可以至少降低各阵列之间的耦合干扰，改善隔离性能。此外，根据本实用新型一些实施例的辐射元件还可以用于减小辐射元件自身的尺寸，使得辐射元件更加紧凑。此外，本实用新型还涉及一种基站天线。

Description

辐射元件以及基站天线

技术领域

本实用新型一般涉及无线电通信，更具体地说，涉及一种用于蜂窝通信系统的辐射元件以及基站天线。

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(这里也称为“天线波束”)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。

基站天线通常包括辐射元件、例如交叉偶极子或贴片辐射元件的线性阵列或二维阵列。为了增加系统容量，目前正在部署波束成形基站天线，其包括多个紧密间距的、构造用于波束成形的辐射元件线性阵列。这种波束成形天线的典型目标在于在方位角平面中产生窄的天线波束。这增加了在期望的用户方向上传输的信号功率，并减少了干扰。

如果波束成形天线中的辐射元件的线性阵列紧密地间距在一起，则可以将天线波束扫描到方位角平面中的非常宽的角度(例如，方位角扫描角度为60°)，而不会产生明显的旁瓣。然而，当线性阵列更紧密地间隔在一起时，相邻线性阵列中的辐射元件之间的相互耦合增加，这降低了基站天线的其他性能参数、例如共极化性能。这是不希望的。

此外，辐射元件阵列的数量也受到风载、制造成本和行业规定的限制，因此庞大的基站天线(体积大、重量大)也是不希望的。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的辐射元件以及相关的基站天线。

按照本实用新型的第一方面，提供一种辐射元件，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构包括蜿蜒曲折的导电路径，并且在导电结构和辐射器之间形成耦合电容，并且其中，所述辐射器的工作频带的中心频率大于寄生元件的第一工作频带的中心频率。

根据本实用新型一些实施例的辐射元件可以至少降低各阵列之间的耦合干扰，改善隔离性能。此外，根据本实用新型一些实施例的辐射元件还可以用于减小辐射元件自身的尺寸，使得辐射元件更加紧凑。

在一些实施方式中，所述辐射器的工作频带比寄生元件的第一工作频带的两倍还大。

在一些实施方式中，所述辐射器在水平方向H上具有第一延伸距离，所述寄生元件在水平方向H上具有第二延伸距离，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离，和/或所述辐射器在竖直方向V上具有第三延伸距离，所述寄生元件在竖直方向V上具有第四延伸距离，所述第四延伸距离小于所述第三延伸距离。

在一些实施方式中，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

在一些实施方式中，所述寄生元件基本上平行于辐射器地延伸。

在一些实施方式中，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

在一些实施方式中，所述寄生元件包括第一介质结构，寄生元件的导电结构布置在第一介质结构上或第一介质结构内。

在一些实施方式中，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述导电结构构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

在一些实施方式中，所述印制的导电迹线构成为蜿蜒曲折的迹线环。

在一些实施方式中，寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的金属环。

在一些实施方式中，所述寄生元件具有开口。

在一些实施方式中，所述导电结构包围所述开口。

在一些实施方式中，在辐射器上设置有电感区段。

在一些实施方式中，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的20％至80％范围内，其中，所述第一长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

在一些实施方式中，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的40％至60％范围内。

在一些实施方式中，所述辐射器包括第一偶极子和第二偶极子，所述第一偶极子包括第一偶极臂和第二偶极臂，所述第二偶极子包括第三偶极臂和第四偶极臂，并且所述第二偶极子基本上垂直于第一偶极子延伸。

在一些实施方式中，所述辐射元件包括第二印刷电路板部件，所述第一偶极子和第二偶极子构成为在第二印刷电路板部件上的印制的导电区段。

在一些实施方式中，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影至少50％、60％、70％落在辐射器内。

在一些实施方式中，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影至少80％、90％落在辐射器内。

在一些实施方式中，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影基本上完全落在辐射器内。

在一些实施方式中，在寄生元件与辐射器之间设有第二介质结构。

按照本实用新型的第二方面，提供一种辐射元件，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构与辐射器间隔开距离地布置并且在导电结构和辐射器之间形成耦合电容，并且其中，所述辐射器在水平方向H上具有第一延伸距离，所述寄生元件在水平方向H上具有第二延伸距离，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离。

在一些实施方式中，所述辐射器在竖直方向V上具有第三延伸距离，所述寄生元件在竖直方向V上具有第四延伸距离，所述第四延伸距离小于所述第三延伸距离。

在一些实施方式中，辐射元件的工作频带为第一频带，寄生元件的工作频带为第二频带，所述第二频带构成为在第一频带内的较低子频带。

在一些实施方式中，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的30％至70％范围内，其中，所述第一长度等于第二频带的中心频率所对应的波长。

在一些实施方式中，所述辐射器的长度、宽度和面积均大于寄生元件的长度、宽度和面积。

在一些实施方式中，所述寄生元件基本上平行于辐射器地延伸。

在一些实施方式中，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

在一些实施方式中，所述寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的导电区段。

在一些实施方式中，所述寄生元件包括第一介质结构，寄生元件的导电结构布置在第一介质结构上或第一介质结构内。

在一些实施方式中，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述导电结构构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

在一些实施方式中，所述印制的导电迹线构成为蜿蜒曲折的迹线环。

在一些实施方式中，寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的金属环。

在一些实施方式中，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

按照本实用新型的第三方面，提供一种辐射元件，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构包括蜿蜒曲折的金属导电路径，并且在金属导电路径和辐射器之间形成耦合电容。

在一些实施方式中，所述金属导电路径构成为金属环。

在一些实施方式中，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述金属导电路径构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

在一些实施方式中，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

在一些实施方式中，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

按照本实用新型的第四方面，提供一种基站天线，包括分别由多个辐射元件构成的第一辐射元件线性阵列和第二辐射元件线性阵列，其特征在于，所述辐射元件构成为根据本实用新型各实施方式任一项所述的辐射元件。

在一些实施方式中，第一辐射元件线性阵列中的辐射元件的辐射器与第二辐射元件线性阵列中的相邻的辐射元件的辐射器之间具有第一间距，并且第一辐射元件线性阵列中的辐射元件的寄生元件与第二辐射元件线性阵列中的相邻的辐射元件的寄生元件之间具有第二间距，所述第二间距大于第一间距。

在一些实施方式中，所述第二间距处于第二长度的30％至70％范围内，其中，所述第二长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

在一些实施方式中，所述第二间距处于第二长度的40％至60％范围内，其中，所述第二长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

附图说明

图中：

图1示出根据本实用新型一些实施例的基站天线的示意性立体图；

图2示出在去除天线罩后在图1的基站天线中的根据本实用新型一些实施例的辐射元件阵列的示意性俯视图；

图3a示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的示意性立体图；

图3b示出了图3a的辐射元件的示意性俯视图；

图3c示出了图3a的辐射元件的示意性侧视图；

图4a示出了图3a至3c的辐射元件在去除寄生元件和引向器后的示意性立体图；

图4b示出了图4a的辐射元件的示意性俯视图；

图4c示出了图4a的辐射元件的示意性侧视图；

图5示出了图3a至3c的辐射元件在去除引向器后的示意性立体图；

图6a示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的寄生元件的第一示意图；

图6b示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的寄生元件的第二示意图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本实用新型，其中的附图示出了本实用新型的若干实施例。然而应当理解的是，本实用新型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实用新型的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本实用新型的保护范围。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，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本实用新型。说明书使用的所有术语(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。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，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。在说明书中，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。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞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，空间关系用辞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。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

根据本实用新型各实施例的辐射元件可以适用于多种类型的基站天线，尤其是可以适用于波束成形天线。随着在基站天线的反射器上安装的辐射元件阵列数量的增加，不同阵列的辐射元件之间的间距显著降低，这导致各阵列之间的耦合干扰变强。因此，天线的辐射方向图会畸形，波束合成性能会变差。

各阵列之间的耦合干扰是不希望的，因为它可能影响方位角和俯仰角平面中的辐射方向图。过强的耦合不仅会影响增益(由于耦合损耗)，而且会畸变辐射方向图的形状和/或使得天线的交叉极化鉴别率(CPR)性能变差。

此外，随着辐射元件阵列数量的增加，基站天线可能会变得比较庞大。这也是不希望的，因为大型基站天线可能具有非常高的风载荷、而且可能非常重，和/或制造起来可能很昂贵。

根据本实用新型一些实施例的辐射元件可以至少降低各阵列之间的耦合干扰，改善隔离性能。此外，根据本实用新型一些实施例的辐射元件还可以用于减小辐射元件自身的尺寸，使得辐射元件更加紧凑。

现在将参考附图更详细地描述本实用新型的一些实施例。

参照图1和图2，图1示出了根据本实用新型一些实施例的基站天线100的示意性立体图；图2在去除天线罩后基站天线100的示意性俯视图中示出了基站天线100中的根据本实用新型一些实施例的辐射元件阵列。

如图1所示，基站天线100是沿纵轴线L延伸的细长结构。基站天线100可以具有大致矩形横截面的管状形状。基站天线100包括天线罩110和顶端盖120。在一些实施例中，天线罩110和顶端盖120可以包括单个整体单元，这可以有助于防水。一个或多个安装支架150设置在天线罩110的后侧，其可用于将基站天线100安装到例如天线塔上的天线支架(未示出)上。基站天线100还包括底端盖130，底端盖130包括安装在其中的多个连接器140。基站天线100通常以竖直方式安装(即，当基站天线100处于正常运行中时，纵轴线L可大致垂直于由地平线限定的平面)。

如图2所示，基站天线100包括天线组件200，天线组件200可以在顶端盖120或底端盖130附接到天线罩110之前从顶部或底部可滑动地插入天线罩110中。天线组件200包括反射器210和成行成列地安装在反射器210上或上方的辐射元件阵列220。反射器210可以用作辐射元件220的接地平面。

这些辐射元件阵列例如可以是辐射元件的线性辐射元件阵列或者辐射元件的二维辐射元件阵列。在一些实施例中，辐射元件阵列220可以基本上沿着基站天线100的整个长度延伸。在其他实施例中，辐射元件阵列220也可以仅局部地沿着基站天线100的长度尺寸延伸。这些辐射元件阵列220可以沿竖直方向V从基站天线100的下端部延伸到上端部，竖直方向V可以是基站天线100的纵轴线L的方向或者与纵轴线L平行。该竖直方向V垂直于水平方向H和前向方向F(见图1)。这些辐射元件阵列可以从反射器起沿着前向方向F向前延伸。

在当前实施例中，仅示例性地示出了四个辐射元件线性阵列。在其他实施例中，在反射器210上可以安装有更多辐射元件阵列(例如多个高频带辐射元件阵列、中频带辐射元件阵列和/或多个辐射元件阵列)。所述辐射元件阵列可以分别工作在相同的或不同的工作频带下。例如，一部分辐射元件220可以是低频带辐射元件，其覆盖频带例如可以为617MHz至960MHz或者其中的一个或多个部分范围。另一部分辐射元件220可以是中频带辐射元件，其覆盖频带例如可以为1695MHz至2690MHz或者其中的一个或多个部分范围。又一部分辐射元件220可以是高频带辐射元件，其工作频带可以是3GHz至5GHz或者其中的一个或多个部分范围。

应当注意，在本实用新型中，工作频带可以涉及在考虑增益下降三分贝下的频带或者可以涉及在考虑规定的驻波比(例如1.5)下的频带。

应当注意，在下面的讨论中，辐射元件220被描述为与图中所示的定向相一致。应当认识到，基站天线100通常安装成使其纵轴线L在竖直方向V上延伸，并且基站天线100的反射器210同样在竖直方向上延伸。当以这种方式安装时，辐射元件220通常从反射器210向前延伸，并且因此相对于图中所示的定向转动约90度。

接下去，借助于附图3a至5详细介绍根据本实用新型的一些实施例的辐射元件220。

现在参考图3a、3b和3c，其中，图3a示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的示意性立体图；图3b示出了图3a的辐射元件的示意性俯视图；图3c示出了图3a的辐射元件的示意性侧视图。

辐射元件220安装在第一印刷电路板230上。第一印刷电路板230包括RF传输线，RF传输线可以向辐射元件220馈送RF信号，也可以从辐射元件220接收RF信号。第一印刷电路板230可以是所谓的“馈电板”，其可以平行于反射器210安装。馈电板230可以具有安装在其上的一个或多个辐射元件220，并且可以包括诸如功率分配电路、传输线之类的电路。在一些情况下，可以省略第一印刷电路板230，并且可以将同轴电缆或其他传输线结构直接连接至辐射元件220。

辐射元件220包括辐射器300、馈电杆400、寄生元件500以及(可选的)引向器600。从图3a和3b中可以最好地看到，寄生元件500可以构成为第一印刷电路板部件，并且寄生元件500可以布置在辐射器300上方，例如寄生元件500可以借助于紧固机构510支承在辐射器300上(见图3c)。辐射器300可以在第二印刷电路板部件上实现，并且构成为在第二印刷电路板部件上的印制的导电区段。辐射器300可以支承在馈电杆400上或上方并且在所示实施例中直接安装在所述馈电杆400上。馈电杆400可以构成为一对第三印刷电路板部件，并且在其上形成有RF传输线，这些RF传输线可以实现在第一印刷电路板230和辐射器300之间传送RF信号。在其他实施例中，辐射器300也可以构成为钣金件，例如铜制或铝制的辐射器，所述辐射器可以安装在介电安装基材上或者也可以不安装在介电安装基材上。馈电杆400也可以可选地构成为钣金件，例如铜制或铝制的馈电杆。可选地，引向器600可以支承在寄生元件500上或上方，其作用在于改善辐射元件阵列220产生的辐射方向图。

现在参考图4a、4b、4c和5，其中，图4a示出了图3a至3c的辐射元件220在去除寄生元件和引向器后的示意性立体图；图4b示出了图4a的辐射元件的示意性俯视图；图4c示出了图4a的辐射元件的示意性侧视图。

从图4a和4b中可以最好地看到，辐射元件220包括辐射器300，其可以构成为双极化偶极子辐射器。辐射器300可以包括第一偶极子310和第二偶极子320。第一偶极子310可以包括第一偶极子臂310-1和第二偶极子臂310-2，第二偶极子320可以包括第一偶极子臂320-1和第二偶极子臂320-2。辐射元件220的馈电杆400的上端部可以包括电镀凸起部420，这些电镀凸起部420嵌接到辐射器300中的狭缝330内并且焊接到辐射器300上，从而将馈电杆400机械连接并且电连接到辐射器300上。在其他实施例中，在馈电杆400和辐射器300之间可以形成耦合馈电。

在本实用新型各实施例中，为了改善基站天线100的隔离性能，设计用于在特定的工作频带内运行的辐射器300可以减小其在水平方向H和/或竖直方向V上的延伸距离，使得辐射器300并且进而辐射元件220更加紧凑。然而，随着辐射器300尺寸的减小，辐射器300在其工作频带内的较低子频带内的射频性能会变差。例如，如果辐射器300被设计为用于在整个694-960MHz工作频带上发送和接收RF信号，那么工作频带的中心频率将是827MHz并且相应的工作波长为36.25厘米(其中，“工作波长”是指对应于辐射器300的工作频带的中心频率波长)。通常，为了保证达到辐射器300的射频性能要求，辐射器300的偶极子臂310-1、320-1、310-2、320-2的长度需要处于在规定的长度范围内，例如可以设计在工作波长的大约0.2到0.35之间(即大约7.25厘米到12.69厘米)。随着辐射器300的偶极子臂310-1、320-1、310-2、320-2的长度的减小，辐射器300在其较低子频带(例如694-747MHz)内的射频性能会变差。

为了补偿辐射器300在其较低子频带内的射频性能，根据本实用新型各实施例的辐射元件220可以包括寄生元件500。为此，辐射元件220的辐射器300工作频带的中心频率可以大于寄生元件500的第一工作频带的中心频率。

应当注意，在本实用新型中，寄生元件500的第一工作频带应理解为：辐射元件220工作频带减去辐射器300工作频带之后的剩余频带。辐射元件220工作频带和辐射器300工作频带可以相应在预定的准则(例如3dB增益准则或回波损耗准则)下得到。辐射器300工作频带可以在移除相应的寄生元件500的情况下在实验室中测量得到。

例如，可以将辐射元件220和辐射器300的工作频带确定为回波损耗低于-10dB的工作频带。然后可以在实验室中通过回波损耗测量来确定辐射元件220的工作频带。作为示例，回波损耗测量可以示出辐射元件220的工作频带是1680-2700MHz。还可以在实验室中通过在去除寄生元件500的情况下在辐射元件220上实施回波损耗测量来确定辐射器300的工作频带。例如，可以发现辐射器300的工作频带为1800-2700MHz。在该示例中，可以将寄生元件500的第一工作频带计算为1680-1800MHz。

寄生元件500的实际的工作频带可以大于或等于该第一工作频带。当辐射器300工作频带和寄生元件500的工作频带之间不存在重叠范围时，寄生元件500的工作频带则等于该第一工作频带。当辐射器300工作频带和寄生元件500的工作频带之间存在重叠范围时，寄生元件500的工作频带则大于该第一工作频带，所述重叠范围可以作为寄生元件500的第二工作频带。寄生元件500的实际的工作频带可以在移除辐射器300的情况下在实验室中测得。

在一些实施例中，辐射器300的工作频带比寄生元件500的第一工作频带的两倍、四倍、六倍、八倍甚至十倍还宽。尤其是，辐射器300可以针对辐射元件220的工作频带内的较高子频带设计而成，而寄生元件500可以针对辐射元件220的工作频带内的较低(且较小)子频带设计而成。例如，如果辐射元件220的工作频带为694-960MHz，那么辐射器300可以针对辐射元件220的工作频带内的较高子频带(例如747-960MHz)设计而成，而寄生元件500可以针对辐射元件220的工作频带内的较低子频带设计而成(例如694-747MHz)。在一些实施例中，所述较高子频带和所述较低子频带也可以重叠范围。

接下去参照图5、6a和6b详细阐述根据本实用新型的辐射元件220的寄生元件500。其中，图5示出了图3a至3c的辐射元件在去除引向器后的示意性立体图；图6a示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的寄生元件的第一示意图；图6b示出了根据本实用新型一些实施例的辐射元件的寄生元件的第二示意图。

参照图5，寄生元件500可以构成为第一印刷电路板部件，并且在其上形成有导电结构520，该导电结构520可以构成为在第一印刷电路板部件上印制的导电区段或者说导电迹线，例如印制的铜区段。寄生元件500上的导电结构520可以构成为“电浮置”的，也就是说，导电结构520不与辐射元件220的其他导电元件电连接。寄生元件500可以借助于紧固机构510布置在辐射器300上方，并且可以基本上平行于辐射器300地延伸。由此，在导电结构520和辐射器300之间可以形成耦合电容，借助于该耦合电容可以实现导电结构520的馈电。在其他实施例中，寄生元件500也可以布置在辐射器300下方。不过，寄生元件500布置在辐射器300上方可能是更加有利的，因为处于该较低子频带内的RF信号的波长相对较长，从而需要更长的馈电路径。

此外，从图4a和4b中可以最好地看到，在辐射器300的偶极子臂310-1、320-1、310-2、320-2上、例如偶极子臂的与馈电端相对置的远端上可以设置有电感区段340、例如印制的蜿蜒曲折的迹线段。所述电感区段340的作用在于与在导电结构520和辐射器300之间形成的耦合电容进行匹配。

在一些实施例中，寄生元件500的导电结构520可以包括蜿蜒曲折的导电区段。例如，当导电结构520构成为在第一印刷电路板部件上印制的导电迹线时，该印制的导电迹线可以构成为蜿蜒曲折的迹线环(如图6a和6b所示)。寄生元件500的导电结构520的蜿蜒曲折的设计形式是有利的，因为“蜿蜒曲折的导电区段”增加了在寄生元件500有限面积内导电路径的总长度，从而既能实现寄生元件500的紧凑的尺寸，也能改善寄生元件500在辐射元件220的较低子频带内的射频性能。

在一些实施例中，参照图6a和6b，寄生元件500可以具有开口530，所述导电结构520可以包围所述开口530布置。在寄生元件500上设置开口530是有利的，因为材料的节约有效地降低了寄生元件500的制造成本。此外，由于寄生元件500的导电结构520主要针对辐射元件220的较窄的子频带设计而成，因此导电结构520的面积可以相对较窄地构成。寄生元件500的导电结构520的形状可以是多样的，参照图6a和6b，仅示例性地示出了两种可能的实施形式。在其他实施例中，寄生元件500也可以不具有开口530，并且寄生元件500的导电结构520可以根据具体的工作频带而设计成任意其他合适的蜿蜒曲折的形状。

为了实现寄生元件500的导电结构520的有效馈电，寄生元件500的导电结构520在由辐射器300定义的平面上的投影的至少70％、80％、90％落在辐射器内，从而在导电结构520和辐射器300之间的耦合馈电更加高效。在一些实施例中，在导电结构520与辐射器300之间可以包括具有较高介电常数(介电常数处于3至40之间)的介质结构，从而进一步改善所述耦合馈电。例如，当寄生元件500构成为印刷电路板部件时，所述介质结构可以构成为印刷电路板的基材层，在该情况下，寄生元件500可以直接布置在辐射器300上，例如通过粘接层与辐射器300彼此粘接固定。

在一些实施例中，寄生元件500可以构成为钣金部件、例如铜或铝制部件，该导电结构520可以构成为蜿蜒曲折的金属环。

在一些实施例中，导电结构520也可以不是闭环的。

在一些实施例中，为了进一步减小寄生元件500的尺寸，寄生元件500可以包括具有较高介电常数(介电常数处于3至40之间)的介质结构，寄生元件500的导电结构520可以布置在该介质结构上或内。由此有效地提高了寄生元件500导电结构520针对RF信号的有效电长度。

在一些实施例中，辐射器300在水平方向H上的延伸距离可以大于寄生元件500在水平方向H上的延伸距离，和/或辐射器300在竖直方向V上的延伸距离可以大于寄生元件500在竖直方向V上的延伸距离。换句话说，辐射器300的长度、宽度和/或面积可以均大于寄生元件500的长度、宽度和面积。

辐射元件220的这种设计形式是有利的：相邻辐射元件220的寄生元件500或更确切地说导电结构520之间的间距可以大于相邻辐射元件220的辐射器300之间的间距，从而进一步降低了相邻辐射元件(阵列)220之间尤其在其工作频带内的较低子频带内的耦合干扰。因为针对较低子频带内的RF信号而言，其波长相对较长，从而相邻辐射元件(阵列)220的寄生元件500之间较大的间距可以更大程度地衰减在较低子频带内RF信号的耦合干扰。有利地，可以在考虑较低子频带内的RF信号的电特性(例如RF信号的幅值和/或相位)情况下设定相邻的辐射元件(阵列)220的寄生元件500之间的间距。例如，相邻的辐射元件(阵列)220的寄生元件500之间的间距可以处于寄生元件500的工作频带的中心频率所对应的波长的40％至60％范围内。同样地，相邻的辐射元件(阵列)220的辐射器300之间的间距也可以根据其自身运行的频带而优化地设计。

虽然已经描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (43)

1.一种辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构包括蜿蜒曲折的导电路径，并且在导电结构和辐射器之间形成耦合电容，并且其中，所述辐射器的工作频带的中心频率大于寄生元件的第一工作频带的中心频率。

2.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射器的工作频带比寄生元件的第一工作频带的两倍还大。

3.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射器在水平方向H上具有第一延伸距离，所述寄生元件在水平方向H上具有第二延伸距离，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离，和/或所述辐射器在竖直方向V上具有第三延伸距离，所述寄生元件在竖直方向V上具有第四延伸距离，所述第四延伸距离小于所述第三延伸距离。

4.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

5.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件平行于辐射器地延伸。

6.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

7.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件包括第一介质结构，寄生元件的导电结构布置在第一介质结构上或第一介质结构内。

8.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述导电结构构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

9.根据权利要求8所述的辐射元件，其特征在于，所述印制的导电迹线构成为蜿蜒曲折的迹线环。

10.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的金属环。

11.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件具有开口。

12.根据权利要求11所述的辐射元件，其特征在于，所述导电结构包围所述开口。

13.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，在辐射器上设置有电感区段。

14.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的20％至80％范围内，其中，所述第一长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

15.根据权利要求14所述的辐射元件，其特征在于，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的40％至60％范围内。

16.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射器包括第一偶极子和第二偶极子，所述第一偶极子包括第一偶极臂和第二偶极臂，所述第二偶极子包括第三偶极臂和第四偶极臂，并且所述第二偶极子垂直于第一偶极子延伸。

17.根据权利要求16所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括第二印刷电路板部件，所述第一偶极子和第二偶极子构成为在第二印刷电路板部件上的印制的导电区段。

18.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影至少70％落在辐射器内。

19.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影至少90％落在辐射器内。

20.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，寄生元件的导电结构在辐射器所处平面上的投影完全落在辐射器内。

21.根据权利要求1所述的辐射元件，其特征在于，在寄生元件与辐射器之间设有第二介质结构。

22.一种辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构与辐射器间隔开距离地布置并且在导电结构和辐射器之间形成耦合电容，并且其中，所述辐射器在水平方向H上具有第一延伸距离，所述寄生元件在水平方向H上具有第二延伸距离，所述第二延伸距离小于所述第一延伸距离。

23.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射器在竖直方向V上具有第三延伸距离，所述寄生元件在竖直方向V上具有第四延伸距离，所述第四延伸距离小于所述第三延伸距离。

24.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，辐射元件的工作频带为第一频带，寄生元件的工作频带为第二频带，所述第二频带构成为在第一频带内的较低子频带。

25.根据权利要求24所述的辐射元件，其特征在于，所述导电结构的延伸总长度处于第一长度的30％至70％范围内，其中，所述第一长度等于第二频带的中心频率所对应的波长。

26.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射器的长度、宽度和面积均大于寄生元件的长度、宽度和面积。

27.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件平行于辐射器地延伸。

28.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

29.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的导电区段。

30.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件包括第一介质结构，寄生元件的导电结构布置在第一介质结构上或第一介质结构内。

31.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述导电结构构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

32.根据权利要求31所述的辐射元件，其特征在于，所述印制的导电迹线构成为蜿蜒曲折的迹线环。

33.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，寄生元件的导电结构构成为蜿蜒曲折的金属环。

34.根据权利要求22所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

35.一种辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括：辐射器、馈电杆和寄生元件，所述辐射器通过所述馈电杆进行馈电，其中，所述寄生元件包括导电结构，所述导电结构包括蜿蜒曲折的金属导电路径，并且在金属导电路径和辐射器之间形成耦合电容。

36.根据权利要求35所述的辐射元件，其特征在于，所述金属导电路径构成为金属环。

37.根据权利要求35所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件构成为第一印刷电路板部件，所述金属导电路径构成为第一印刷电路板部件上的印制的导电迹线。

38.根据权利要求35所述的辐射元件，其特征在于，所述寄生元件处于辐射器上或上方。

39.根据权利要求35所述的辐射元件，其特征在于，所述辐射元件包括引向器，所述引向器布置在寄生元件上方。

40.基站天线，包括分别由多个辐射元件构成的第一辐射元件线性阵列和第二辐射元件线性阵列，其特征在于，所述辐射元件构成为根据权利要求1至39中任一项所述的辐射元件。

41.根据权利要求40所述的基站天线，其特征在于，第一辐射元件线性阵列中的辐射元件的辐射器与第二辐射元件线性阵列中的相邻的辐射元件的辐射器之间具有第一间距，并且第一辐射元件线性阵列中的辐射元件的寄生元件与第二辐射元件线性阵列中的相邻的辐射元件的寄生元件之间具有第二间距，所述第二间距大于第一间距。

42.根据权利要求41所述的基站天线，其特征在于，所述第二间距处于第二长度的30％至70％范围内，其中，所述第二长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

43.根据权利要求41所述的基站天线，其特征在于，所述第二间距处于第二长度的40％至60％范围内，其中，所述第二长度等于寄生元件的工作频带的中心频率所对应的波长。

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