用于基站天线的辐射器的寄生元件及其制造方法与流程

本公开总体上涉及天线领域，更具体地，本公开涉及一种用于基站天线的辐射器的寄生元件及其制造方法。

背景技术：

在无线电通信系统中的基站天线用于向固定和/或移动用户发送射频(“rf”)信号，并从其接收rf信号。基站天线通常具有多个辐射器阵列。这些辐射器阵列例如可以是辐射器的线性阵列或者辐射器的二维阵列。

在基站天线中经常会使用寄生元件来调试辐射器阵列的方向图(本文中也称为“天线波束”)，进而改善天线波束的形状。通过对寄生元件的合理布置，可以实现在期望的方向上增加辐射量(即在蜂窝通信系统中的一个蜂窝区块中增加辐射量)并在不期望的方向上削弱辐射的效果(即减少进入辐射相邻的区块和/或蜂窝的辐射量)。

随着在基站天线上安装的辐射器阵列数量的增加，相邻阵列的辐射器之间的距离显著减小，这导致各辐射阵列之间的耦合干扰变强。耦合干扰变强会降低辐射器的隔离性能，这会负面地影响辐射阵列的辐射图案。为了改善隔离性能，会在相邻辐射器之间设置寄生元件来提高辐射器之间的隔离度，从而改善辐射阵列的辐射图案。

技术实现要素：

本公开的目的之一是提供一种用于辐射器的寄生元件及其制造方法。

根据下面描述的各方面说明了本公开的主题技术。为方便起见，将主题技术的各方面的各种实施例描述为标号的条款(1、2、3等)。这些条款是作为实施例提供的，而非限制本公开的主题技术。

1.一种用于基站天线的辐射器的寄生元件，其中，所述寄生元件包括寄生元件主体，所述寄生元件主体包括由电介质材料制成的基材和粘接到所述基材的表面上的金属箔。应理解，“粘接”意指通过粘接剂将金属箔附接至基材的表面，即金属箔与基材之间存在粘接层。应理解，“基材”可以以基板的形式实现。由此，能够以成本有利并且调试灵活的方式实现用于基站天线的辐射器的寄生元件。

2.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述金属箔能被手动地或借助操作工具粘接到所述基材的表面上或从所述基材的表面脱离。

3.根据条款2所述的寄生元件，其中，所述金属箔能被手动地或借助操作工具进行额外增加或部分去除。

4根据条款3所述的寄生元件，其中，金属箔的粘接或脱离或额外增加或部分去除能够在调试期间实现。

5.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述金属箔通过热压被粘接到所述基材的表面上。

6.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述金属箔的厚度小于1mm。

7.根据条款6所述的寄生元件，其中，所述金属箔的厚度为0.1mm-0.3mm。

8.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述金属箔的材料为铝。

9.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述基材的材料为塑料。

10.根据条款9所述的寄生元件，其中，所述基材的材料为聚丙烯或聚碳酸酯。

11.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述寄生元件还包括支承部件，所述支承部件构造为用于与反射器机械连接，并且所述寄生元件主体还包括至少一个接合部，所述至少一个接合部构造为将所述寄生元件主体安装到反射器上。

12.根据条款11所述的寄生元件，其中，所述支承部件包括片材，所述片材具有互相成一定角度的第一部段和第二部段。

13.根据条款12所述的寄生元件，其中，所述第一部段和第二部段相对于彼此成90°。

14.根据条款11所述的寄生元件，其中，所述支承部件由金属制成。

15.根据条款14所述的寄生元件，其中，所述支承部件由铝制成。

16.根据条款11所述的寄生元件，其中，所述支承部件包括至少一个伸出部，所述伸出部构造成被容纳于反射器上的安装孔之中，以将所述支承部件机械连接至所述反射器。

17.根据条款16中任一项所述的寄生元件，其中，所述至少一个伸出部包括卡扣部。

18.根据条款1所述的寄生元件，其中，所述寄生元件主体还包括至少一个接合部，所述至少一个接合部构造成将寄生元件主体机械地安装到反射器上。

19.根据条款18所述的寄生元件，其中，所述至少一个接合部包括片材，所述片材具有一体成形的互相成一定的角度的第一部段和第二部段，其中，所述第一部段与所述寄生元件主体上的金属箔处于同一平面，所述第二部段与所述第一部段成一定的角度。

20.根据条款19所述的寄生元件，其中，所述第二部段上具有通孔。

21.根据条款19所述的寄生元件，其中，所述至少一个接合部上设有卡扣部，所述卡扣部从所述第二部段朝向反射器延伸，所述卡扣部构造成将所述寄生元件卡扣连接至反射器上的安装孔中。

22.根据条款19所述的寄生元件，其中，所述一定的角度为90°。

23.根据条款11-22中任一项所述的寄生元件，其中，所述至少一个接合部的数量为两个。

24.根据条款11-22中任一项所述的寄生元件，其中，所述至少一个接合部与所述基材为一体成形。

25.根据条款1-22中任一项所述的寄生元件，其中，所述金属箔构成为多个导电金属箔的段。

26.一种用于基站天线的辐射器的寄生元件，其中，所述寄生元件包括一体成型的电介质支承件和粘接到所述电介质支承件的表面上的电浮置的金属箔，所述电介质支承件具有用于将寄生元件安装到反射器上的至少一个接合部。

27.根据条款26所述的寄生元件，其中，所述接合部包括与所述金属箔在同一平面上延伸的第一部段和基本上垂直于所述第一部段延伸的第二部段。

28.根据条款27所述的寄生元件，其中，所述接合部的第二部段还包括从所述第二部段朝向反射器延伸的卡扣部。

29.根据条款27所述的寄生元件，其中，所述接合部的第二部段还包括贯穿所述第二部段的通孔。

30.根据条款26-29中任一项所述的寄生元件，其中，所述电介质支承件由塑料制成。

31.根据条款30所述的寄生元件，其中，所述塑料为聚丙烯或聚碳酸酯。

32根据条款26-29中任一项所述的寄生元件，其中，所述金属箔为铝箔。

33.一种用于制造辐射器用的寄生元件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供用于金属箔的基础材料；

在用于所述金属箔的所述基础材料的一个表面上涂覆粘接剂；

将用于所述金属箔的所述基础材料切割成具有期望尺寸的金属箔，所述期望尺寸根据辐射器的射频性能来选择；

提供电介质基材；

将所述金属箔和所述电介质基材粘接到一起。

34.根据条款33所述的方法，其中，所述金属箔能够手动地或借助操作工具进行粘接、脱离。

35.根据条款33所述的方法，其中，所述金属箔能够进行额外增加或部分去除。

36.根据条款33-35中任一项所述的方法，其中，所述金属箔为铝箔。

37.根据条款33-35中任一项所述的方法，其中，所述电介质基材为塑料基材。

38.根据条款37所述的方法，其中，所述电介质基材为聚丙烯基材或聚碳酸酯基材。

39.根据条款33-35中任一项所述的方法，其中，通过热压将所述金属箔和所述电介质基材粘接到一起。

40.根据条款33-35所述的方法，其中所述辐射器寄生元件为条款1-32中任一项所述的寄生元件。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的基站天线的局部示意立体图；

图2示出了根据本发明的第一实施例的寄生元件的立体图；

图3示出了根据本发明的第一实施例的寄生元件主体单独的立体图；

图4示出了根据本发明的第二实施例的寄生元件的立体图；

图5示出了用于制造根据本发明的实施例的寄生元件的方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开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公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。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，并不旨在限定本公开。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”应当解释为包括x和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。

基站天线中通常包括用于将其上的辐射阵列所产生的天线波束进行成形的寄生元件。具体地，一部分寄生元件例如可以构成为用于调节辐射器阵列所产生的天线波束的波束宽度，而另一部分寄生元件可以构成为用于提高相邻辐射器之间的隔离度。

通常会使用pcb板来制造寄生元件。pcb板包括具有特定形状的铜制图案层，该铜制图案层能够影响无线电波的成形，由此能影响辐射器阵列的射频性能。然而，这类寄生元件可能成本较高并且需要复杂的制造过程。此外，一旦这类寄生元件被制造出来，往往难以在调试期间对铜质图案的形状(诸如长度等)进行改变，以实现更精细和灵活的调试。

接下来，参照各附图详细阐述根据本公开的实施例的示例性寄生元件的具体构造方式。

现在参照附图，图1示意性地示出了包括根据本公开的某些实施例的寄生元件的基站天线的示意立体图。如图1所示，基站天线包括反射器1以及安装在反射器1上的辐射器阵列2。在反射器1上还安装有用于相应的辐射器阵列2的寄生元件3。这样的寄生元件3可以布置在辐射器阵列2周围，或者布置在相邻的辐射器之间，以用于例如，将辐射器阵列2所产生的天线波束进行成形。

在当前实施例中，在反射器1上示例性地安装有一个2x2辐射器阵列2。但是应理解，在其他实施例中，辐射器阵列2的数量、辐射器阵列2所包括的辐射器20的数量及其布置方式可以根据实际需要进行改变。例如可以存在具有更多数量辐射器20的辐射器阵列2(例如8x8辐射器阵列2)。此外，还可以在反射器1上安装多个辐射器阵列2，并且这些辐射器阵列2可以分别工作在相同的或不同的运行频带下。例如，第一辐射器阵列2可以包括在617mhz至960mhz频带的所有或部分范围中运行的低频带辐射器。第二辐射器阵列2可以包括在1710mhz至2690mhz频带的所有或部分范围中运行的中频带辐射器。第三辐射器阵列2可以包括在3ghz和/或5ghz频带中运行的高频带辐射器。这些辐射器20可以作为发射元件向外界发射射频信号，也可以作为接收元件从外界接收射频信号。

如图1所示，一部分寄生元件3可以布置于相邻的辐射器20之间，以增加相邻辐射器20的隔离度。另一部分寄生元件3可以布置在辐射器阵列2的周围并可以与辐射器阵列2中相应的辐射器20彼此作用，例如在工作中，寄生元件3可以从相应的辐射器20吸收无线电波并将无线电波以不同的相位重新向外辐射，以便例如通过调节天线波束的波束宽度来有利地成形所得到的天线波束。同样应理解，在图1中示出的寄生元件3的布置方式只是一种可能的情况，其数量和布置方式也可以根据需要进行改变。

接下去借助附图2至4详细阐述根据本公开的示例性实施例的寄生元件。

图2和图3分别示出了根据本发明的第一实施例的寄生元件3的立体图和寄生元件主体33单独的立体图。

如图2和3所示，寄生元件3包括寄生元件主体33和支承部件34，寄生元件主体33机械连接到支承部件34上。参见图1，寄生元件3可以借助于支承部件34安装到反射器1上。由此，寄生元件3、尤其是寄生元件3的寄生元件主体33可以基本上从反射器1向前延伸并安装到相应的辐射器阵列2的外周或者相邻的辐射器20之间。

在当前实施例中，寄生元件主体33包括基材31和附接至该基材31的金属箔32(例如铝箔)。金属箔32例如可以手动地或借助操作工具被附接、例如粘接至基材31的表面上。金属箔32构成为“电浮置”的，也就是说，寄生元件主体33上的金属箔32不与其他导电元件电连接。

在当前实施例中，基材31可以包括金属箔接纳部311和从该金属箔接纳部311朝向反射器1延伸出的两个接合部312。金属箔接纳部311可以构成为基本上长条形的片材，以便接纳基本上长条形的金属箔32。接合部312可以从该金属箔接纳部311的长边朝向反射器1延伸，以便与寄生元件3的支承部件34机械连接。本领域的技术人员将理解，金属箔接纳部311也可以采用其他形状来接纳具有与图中所示的形状不同的其他形状的金属箔32。

在当前实施例中，基材31可以由塑料构成，诸如聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)等。金属箔32可以构成为扁平状的片状箔并且其厚度可以小于1mm，例如，金属箔32的厚度可以在0.1mm至0.3mm之间。金属箔可以由铝或铜制成，当构成为铝箔时是有利的，这是因为铝的成本较低且密度较低，由此能够降低制造成本以及基站天线的重量，进而降低风载。

如图2所示，寄生元件3的支承部件34包括上连接段341和下连接段342，且上连接段341和下连接段342之间成约90度的角度。从图1和图2可以看到，支承部件34的上连接段341可以基本上从反射器1向前延伸，而下连接段342可以基本上平行于反射器1延伸并可以与反射器1的上表面机械连接。

在当前实施例中，在上连接段341中具有贯通的第一孔部344，所述第一孔部344与寄生元件主体33的接合部312中的第二孔部345相对应，以便通过诸如螺钉螺母或铆钉等的锁紧元件343将寄生元件主体33与支承部件34的上连接段341相连接；在下连接段342中也具有贯穿的第三孔部346，所述第三孔部346与反射器1的安装孔(在此未示出)相对应，以便通过诸如螺钉螺母或铆钉等的机械连接件将支承部件34的下连接段342连接至反射器1，从而完成寄生元件3在反射器1上的安装。

本领域的技术人员将理解，图2示出的将寄生元件3安装至反射器1的示例仅是本发明的一个优选实施例，可以采用其他能够实现本发明目的的任何构造。

在其他实施例中，寄生元件主体33例如可以具有其他个数的接合部312，例如一个、三个，等等。在一些实施例中，寄生元件主体33的接合部312上可以设置至少一个第一伸出部，支承部件34的上连接部341中具有与该第一伸出部相对应的第一通孔，通过把所述第一伸出部扣入所述第一通孔中，能够将寄生元件主体33与支承部件34相连接。例如，也可以在支承部件34的上连接部341中设置至少一个第二伸出部，寄生元件主体33的接合部312中具有与该第二伸出部相对应的第二通孔，通过把所述第二伸出部扣入所述第二通孔中，能够将寄生元件主体33与支承部件34相连接。在一些实施例中，支承部件34的下连接部342也可以设置至少一个第三伸出部，该第三伸出部的位置与反射器1上的安装孔的位置相对应，通过将所述第三伸出部扣入所述安装孔，能够将支承部件34与反射器1相连接。在一些实施例中，所述第一伸出部、第二伸出部、第三伸出部中的一者或多者可以为卡扣形式的卡扣部。

应理解的是，支承部件34也可以采用其他的构造，只要支承部件34的一部分能够机械连接至反射器1，另一部分能够机械连接至寄生元件主体33，从而能够将寄生元件主体33连接至反射器1即可。

在当前实施例中，支承部件34可以由金属材料制成，从而，支承部件34也具有对辐射器1的射频性能的调节作用，从而能够在一定程度上辅助寄生元件主体33的调节作用。在其他实施例中，支承部件34也可以由塑料制成，由此降低了制造成本以及基站天线的重量，进而降低了风载。

图4示出了根据本发明的第二实施例的寄生元件4的立体图。如图所示，寄生元件4同样包括基材41和附接至该基材41的金属箔42，并且基材41包括金属箔接纳部411和两个接合部412，所述两个接合部412从金属箔接纳部411朝向反射器延伸。应理解，其他数量的接合部412也是可行的。每个接合部412包括第一部段412-1和第二部段412-2，所述第一部段412-1和第二部段412-2彼此构成为l形折弯部。第一部段412-1从金属箔接纳部411朝向反射器直接延伸，第二部段412-2与第一部段412-1成一定角度地延伸。在一个实施例中，第二部段412-2大体上垂直于第一部段412-1，并且大体上平行于反射器延伸。在一个实施例中，接合部412与金属箔接纳部411一体成形。

在图4所示的实施例中，每个接合部412还包括卡扣部412-3，该卡扣部412-3从接合部412的第二部段412-2朝向反射器延伸。卡扣部412-3用于将寄生元件4安装至反射器，并且可以以任何已知的方式与接合部412固连。在一些实施例中，卡扣部412-3可以与接合部412的其余部分一体形成。在此实施例中，在将寄生元件4安装至反射器的过程中，不需要如第一实施例中所述的支承部件，而只需直接将寄生元件4上的卡扣部412-3扣入反射器的相应孔中即可完成安装。本领域的技术人员应理解，接合部412也可以采用其他形式的构造。例如，可以不存在从接合部412朝向反射器延伸的卡扣部412-3，而是在接合部412的第二部段412-2中存在贯穿其中的通孔，从而通过锁紧元件将寄生元件4机械连接至反射器，锁紧元件诸如为螺钉、螺母或铆钉等。

根据本发明各实施例的寄生元件是有利的：在寄生元件制造完成后，金属箔能够灵活地适配于具体的应用场景。由于金属箔可以手动地或借助操作工具附接到基材的表面上或从基材的表面脱离，从而能够以成本有利且简便的方式部分去除金属箔和/或增加额外的(或更大的)金属箔。这在调试期间是特别有利的，因为通常批量生产的传统使用的寄生元件并非针对特定频段的辐射器阵列设计，因此在调试期间通常会发生过调或欠调现象，这可能会影响辐射阵列2所产生的天线波束的成形。而根据本发明各实施例的寄生元件，在发生过调或欠调的情况下，可以针对该特定频段的辐射器阵列适配金属箔的形状，以便更精细地进行调试，从而更好地符合预定的设计要求。

在一些实施例中，可以通过使用刀片等工具对金属箔进行部分切除以减小金属箔的长度或宽度，或是可以进一步附接额外的金属箔以增加金属箔的长度或宽度，从而使得经过金属箔能够更加针对性地对应该特定频段的辐射器阵列的射频性能。金属箔的长度、宽度或面积可以根据相应辐射器阵列的运行频段的中心频率点来选择。在一些实施例中，还可以将金属箔构造成感性元件串联耦接的导电段，从而使得寄生元件能够被设计成主要在多个辐射阵列中的一个的天线波束上运行。

图5示出了一种用于制造根据本发明的实施例的寄生元件的示例性方法。如图5所示，所述方法可以包括以下步骤：

-提供用于金属箔的基础材料，该步骤例如可以在工作流水线上的基础材料供给站处进行，该基础材料例如可以为铝箔卷等。

-在所述用于金属箔的基础材料的一个表面上涂覆粘接剂，该步骤例如可以在工作流水线上的粘接剂涂覆站处进行。

-将所述用于金属箔的基础材料切割成具有期望尺寸的金属箔，所述期望尺寸根据辐射器的射频性能来选择，该步骤例如可以在工作流水线上的切割站处进行。

-提供电介质基材，该步骤例如可以在工作流水线上的基材供给站处进行。

-将所述金属箔和所述电介质基材粘接到一起，该步骤例如可以在工作流水线上的粘接站处进行，其中，金属箔也可以被手动地粘接在电介质基材上。在一个实施例中，可以在粘接过程中对金属箔和基材进行热压以进行固定。

在一些实施例中，粘接剂涂覆站、切割站和粘接站可以集成在同一个装置中。在一些实施例中，粘接剂能够被洗除，从而便于将被粘接至基材的金属箔从基材脱离。

根据本公开的寄生元件相对于传统的由印刷电路板(pcb)制成的寄生元件成本低廉、加工方法简单，且易于在调试现场对金属箔进行额外增加或部分去除等等。

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。