多频段天线制造技术

提供了具有纵向接地平面和安装在接地平面上的辐射元件的几个线性阵列的多频段天线。第一组第一辐射元件可沿着接地平面的中央纵向布置。第一辐射元件可形成所需尺寸以在第一频段例如大约880-960MHz的频率范围中操作。第二组第二辐射元件也可沿着接地平面的中央纵向布置。第二辐射元件可形成所需尺寸以在第二频段例如大约1710-2170MHz的频率范围中操作。第三组第三辐射元件在接地平面上纵向布置在第一和第二组辐射元件的第一侧上。第三辐射元件可形成所需尺寸以在第三频段例如大约2.5-2.7GHz和/或3.4-3.8GHz处操作。第四组第四辐射元件在接地平面上纵向布置在第一和第二组辐射元件的第二侧上。第四辐射元件形成所需尺寸以在与第三辐射元件相同的频段中操作。

【技术实现步骤摘要】
多频段天线背景用于无线语音和数据通信的双频段天线是已知的。例如，GSM服务的公共频段包括GSM900和GSM1800。GSM900在880_960MHz处操作。在下文中,这组频率将被称为“频段I”。GSM1800在1710-1880MHZ的频率范围内操作。在下文中，这组频率将被称为“频段2”。 用于在这些频段中通信的天线一般包括由馈电网络连接的辐射元件的阵列。为了射频(RF)信号的有效发送和接收，辐射元件的尺寸一般与预期的操作频段的波长匹配。因为900MHz频段的波长比1800MHz频段的波长更长，一个频段的辐射元件一般不用于其它频段。在这方面，发展了包括用于两个频段的不同的辐射元件的双频段天线。见例如美国专利号6，295，028、美国专利号6，333，720、美国专利号7，238，101和美国专利号7，405，710，这些专利的公开通过引用被并入。在这些已知的双频段天线中，频段2的辐射元件可散布在频段I的辐射元件之间，或嵌入900MHz频段的辐射元件内，或嵌入和散布的组合。见例如美国专利7，283，101，附图说明图12 ;美国专利7，405，710，图1，图7。在这些已知的双频段天线中，辐射元件一般沿着单个轴排列。这被完成以在从单频段转到双频段时最小化天线的宽度的任何增加。天线宽度的增加可能有几个不希望有的缺点。例如，较宽的天线可能不适合在现有位置上，或如果它可被物理地安装到现有天线塔，天线塔可能没有设计成适应较宽天线的额外风负荷。当从单频段天线升级到双频段天线时，天线塔结构的更换是蜂窝通信网络运营商宁可避免的花费。此外，分区法规会防止在一些区域中使用较大的天线。已知的双频段天线虽然是有用的，但不足以适应未来的业务要求。无线数据业务在各种全球市场中急剧增长。存在增加数量的数据服务用户和每用户增加的业务。这至少部分地归因于“智能电话”例如iPhone、基于Android的设备和无线调制解调器的增加的普及性。无线数据的增加的要求超出传统双频段无线通信网络的容量。为了处理这个增加的要求，无线网络运营商添加新的无线频段。例如，UMTS频段在1920-2170MHZ处操作。这组频率足够接近GSM1800频段，使得UTMS可能考虑为频段2的一部分。此外，数字红利频谱包括790-862MHZ，并将被考虑为频段I的部分。然而，可添加额外的频段。例如，LTE2. 6在2. 5-2. 7GHz (在下文中为“频段3”)处操作，而WiMax在3. 4-3. SGHz (在下文中为“频段4”)处操作。为了利用频段3和4，无线通信运营商一般用新的多频段天线代替现有的基站天线。然而，简单地将频段3和频段4的额外的横向极化辐射元件添加到常规双频段天线造成了某些困难。存在用于包括额外的辐射元件的有限区域，因为一个频段的辐射元件之间的空间已经由另一频段的辐射元件占据。此外，频段3和频段4的元件可能在频段I和频段2的元件的操作中引入不希望有的干扰和失真。概述本专利技术的一个目的是提供多频段天线，其包括频段3和/或频段4的容量，并具有与常规双频段天线可比较的尺寸，使得它可以安装在现有天线塔和/或其它支持物上。多频段天线应能够在彼此可适当隔开的三个或四个频段中操作。本专利技术的另一目的是对频段3和/或频段4提供分集接收。 在本文提供了多频段天线。在本专利技术的一个实例中，多频段天线具有纵向接地平面和安装在接地平面上的几组辐射元件，辐射元件可按线性阵列排列。第一组第一辐射元件可沿着接地平面的中央纵向布置。第一辐射元件可形成所需尺寸以在第一频段例如频段I中操作。如上所述，虽然频段I的辐射元件一般形成所需尺寸以在大约880-960MHZ的频率范围中操作，但为了本专利技术的目的，在790-862MHZ处的数字红利频谱被考虑为该频段的部分。第二组第二辐射元件也可沿着接地平面的中央纵向布置。第二辐射元件可形成所需尺寸以在第二频段例如频段2中操作。如上所述，虽然频 段2的辐射元件一般形成所需尺寸以在大约1710-1880MHZ的频率范围中操作，但为了本专利技术的目的，在1920-2170MHZ处操作的UMTS频段被考虑为该频段的部分。第三和第四组辐射元件提供第三频段。不是沿着接地平面的中心线布置，第三组第三辐射元件在接地平面上纵向布置在第一和第二组辐射元件的第一侧上。第三辐射元件可形成所需尺寸以在第三频段例如频段3或频段4处操作。第四组第四辐射元件在接地平面上纵向布置在第一和第二组辐射元件的第二侧上。第四辐射元件也形成所需尺寸以在第三频段中操作。也就是说，第三组和第四组在与彼此相同的一个或多个频段中操作。在一个实例中，第三和第四辐射元件形成所需尺寸以在大约2. 5-2. 7GHz的频段处操作。在另一实例中，第三和第四辐射元件形成所需尺寸以在大约3. 4-3. SGHz的频段处操作。在一个实例中，第三和第四辐射元件是定向偶极子元件。定向偶极子元件可具有常规Yagi型配置或扭曲配置以提供圆极化。定向偶极子可在印刷电路板上被制造或由金属片例如接地平面制造。在这些实例中，整组辐射元件可被制造为单个单元。在另一实例中，代替定向偶极子元件，第三和第四辐射元件包括+/-45度极化偶极子元件。在本实例中，纵向接地平面还可包括中央井以及第一和第二外井。第一组第一辐射元件和第二组第二辐射元件布置在中央井中。第三组第三辐射元件布置在第一外井中，而第四组第四辐射元件布置在第二外井中。这些井实现使用在第三和第四组辐射元件上的+/-45度极化，而不引起对第一和第二组辐射元件的过分干扰。外井可向内成一角度以调节性能。在另一实例中，提供了四频段天线。在本实例中，多频段天线还包括散布在第三辐射元件之间的第五组第五辐射元件和散布在第四辐射元件之间的第六组第六辐射元件，第五辐射元件形成所需尺寸以在第四频段处操作，第六辐射元件形成所需尺寸以在第四频段中操作。在本实例中，第一频段包括大约790-960MHZ，第二频段包括大约1710_2170MHz，第三频段包括大约2. 5-2. 7GHz,以及第四频段包括大约3. 4-3. 8GHz。附图的简要说明图I是根据本专利技术的第一实例的多频段天线的透视图。图2a是根据本专利技术的实例可对辐射元件的频段3或频段4使用的辐射元件的阵列。图2b是根据本专利技术的一个方面可用在辐射元件的阵列中的定向偶极子。图3是根据本专利技术的可选实例的圆极化定向偶极子元件的图示。图4是具有在频段3 (4)中的圆极化的多频段天线的透视图。图5是频段3和频段4的天线阵列的实例，该天线阵列根据本专利技术的另一实例可用在四频段天线中。图6是根据本专利技术的另一实例的多频段天线的平面图和端视图。图7是根据本专利技术的另一实例的多频段天线的平面图和端视图。 图8是根据本专利技术的另一实例的多频段天线的平面图和端视图。图9是所有元件被双极化的多频段天线的平面图和端视图。图10是在印刷电路板上制造的频段3 (或频段4)的天线阵列。详细描述根据一个实例，多频段天线包括接地平面和多个辐射元件。接地平面可以是单个金属片冲压件。参考图I的第一实例，多频段天线10具有安装在接地平面12上的四组辐射元件。第一组辐射元件14包括排列在大约在接地平面12的中央的纵轴上的微带环形元件14a的第一线性阵列。微带环形元件14a形成所需尺寸以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段天线，包括：纵向接地平面；第一组第一双极化辐射元件，其沿着所述接地平面的中央纵向布置，所述第一辐射元件形成所需尺寸以在第一频段中操作；第二组第二双极化辐射元件，其沿着所述接地平面的中央纵向布置，所述第二辐射元件形成所需尺寸以在第二频段中操作；第三组第三辐射元件，其在所述接地平面上纵向布置在所述第一组辐射元件和第二组辐射元件的第一侧上，所述第三辐射元件形成所需尺寸以在第三频段处操作；以及第四组第四辐射元件，其在所述接地平面上纵向布置在所述第一组辐射元件和第二组辐射元件的第二侧上，所述第四辐射元件形成所需尺寸以在所述第三频段中操作。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊戈尔·E·季莫费耶夫，
申请(专利权)人：安德鲁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：