天线和制造天线部件的方法

本发明一般涉及天线以及制造天线部件的方法。

背景技术：

1、多输入多输出(mimo)技术可用于增强无线通信系统的鲁棒性和/或数据速率。在mimo系统中，天线元件之间的相互耦合可能是不期望的。这是因为当mimo系统在分集模式中操作时,该相互耦合可能会降低通信可靠性和/或当mimo系统在复用模式中操作时，该相互耦合可能会降低信道容量。

技术实现思路

1、在第一方面，提供了一种天线，其包括多个天线元件和去耦器布置。每个天线元件分别可作为电磁波的辐射器操作。去耦器布置被配置为(例如，其尺寸和/或形状和/或定向和/或位置被布置为)：当多个天线元件中的一个或多个(例如，全部)作为辐射器操作时，防止或减少多个天线元件的相互耦合。在一些实施方式中，多个天线元件可同时作为辐射器操作。在一些实施方式中，多个天线元件可选择性地作为辐射器操作(即多个天线元件不需要全部同时作为辐射器操作)。在一些实施方式中，多个天线元件可独立地操作。

2、任选地，多个天线元件具有大体相同的形状和/或尺寸和/或由相同的材料制成。任选地，多个天线元件具有大体相同的构造(在形状、尺寸和材料方面)。

3、任选地，多个天线元件中的每一个分别被配置为作为大体圆极化电磁波的辐射器操作。

4、任选地，多个天线元件中的每一个分别被配置为作为相同旋向的大体圆极化电磁波的辐射器操作。在一些示例中，多个天线元件中的每一个分别被配置为作为大体左旋圆极化电磁波的辐射器操作。在一些示例中，多个天线元件中的每一个分别被配置为作为大体右旋圆极化电磁波的辐射器操作。

5、多个天线元件可以包括贴片、偶极子、缝隙、电介质谐振器等。多个天线元件包括两个或更多个天线元件。在一些示例中，多个天线元件仅由两个天线元件组成。

6、任选地，多个天线元件至少包括第一电介质谐振器元件和第二电介质谐振器元件。在一些示例中，多个天线元件仅由第一电介质谐振器元件和第二电介质谐振器元件组成。

7、第一电介质谐振器元件和/或第二电介质谐振器元件可以分别被成形为：长方体、正方体、直棱柱体或斜棱柱体(多边形，例如长方形、菱形、梯形、五边形、六边形等)，直圆柱体或斜圆柱体(例如圆形、椭圆形、扁圆形、长圆形、卵形等)等。

8、在一些示例中，第一电介质谐振器元件和第二电介质谐振器元件中的每一个都包括大体长方体或大体立方体的主体。任选地，该大体长方体或大体立方体的主体包括长方体或立方体部分和相应的倒角长方体或倒角立方体部分。在一些示例中，相应的倒角长方体或倒角立方体部分可以被认为是大体六角棱柱部分。

9、任选地，相应的倒角长方体或倒角立方体部分包括相对的倒角边缘，其中每个倒角边缘具有约30度至约60度、约40度至约50度、或约45度的相应倒角。

10、任选地，在平面图中，第一电介质谐振器元件的中心和第二电介质谐振器元件的中心之间的间隔小于0.5λ0、小于0.4λ0、或为约0.3λ0(例如，0.33λ0)，其中λ0为天线的操作频段的中心频率在空气中的波长。

11、任选地，多个天线元件是增材制造的。

12、任选地，多个天线元件中的每一个分别由一种或多种电介质材料制成。

13、任选地，去耦器布置包括电介质去耦器,其接收或覆盖多个天线元件中的每一个的至少一部分。

14、任选地，电介质去耦器包括电介质构件(例如，电介质块),其接收或覆盖多个天线元件中的每一个的至少一部分。在一些示例中，电介质去耦器仅由电介质构件组成。任选地，电介质构件由一种或多种电介质材料制成，其中每种电介质材料可以为固体(块状、粉末等)或液体的形式。

15、电介质构件可以包括一个或多个层或部分，每个层或部分分别由一种或多种电介质材料制成，其中每一种电介质材料可以为固体(块状、粉末等)或液体的形式。在一些示例中，电介质构件具有多个层，并且这些层的介电常数或有效介电常数随着远离天线元件而大体减小。

16、任选地，电介质构件包括主体和形成在主体中的一个或多个孔。该一个或多个孔接收多个天线元件中的每一个的至少一部分。电介质构件的主体可以成形为：长方体、正方体、直棱柱体或斜棱柱体(多边形，例如长方形、菱形、梯形、五边形、六边形等)、直圆柱体或斜圆柱体(例如圆形、椭圆形、扁圆形、长圆形、卵形等)。在一些示例中，电介质构件是大体长方体或大体立方体的主体。该一个或多个孔中的每一个可以分别是盲孔。该一个或多个孔的形状可以对应于天线元件的形状(例如，具有相同形状并且具有相同或不同的尺寸)。在一些示例中，多个孔形成在主体中，并且多个孔中的每一个分别用于多个天线元件中的相应一个。

17、任选地，电介质构件是增材制造的。

18、任选地，多个天线元件中的每一个都具有第一介电常数或第一有效介电常数，并且电介质构件具有第二介电常数或第二有效介电常数，其一般不同于(例如小于)第一介电常数或第一有效介电常数。在一些示例中，第二介电常数或第二有效介电常数可以等于或小于第一介电常数或第一有效介电常数的一半。

19、任选地，天线还包括极化器布置，其与多个天线元件可操作地耦合并且被配置为：当多个天线元件中的一个或多个作为辐射器操作时，影响由多个天线元件中的一个或多个提供的电磁波的极化。

20、任选地，极化器布置与去耦器布置连接。

21、任选地，极化器布置至少部分地与去耦器布置集成(例如，使得极化器布置可以作为去耦器布置的一部分来操作)。

22、任选地，极化器布置和去耦器布置一体地形成。极化器布置可以布置在去耦器布置上。

23、任选地，多个天线元件中的每一个分别被配置为作为大体圆极化电磁波的辐射器操作，并且相应地，极化器布置是圆极化极化器布置，其被配置为促进或增强由多个天线元件中的一个或多个提供的电磁波的圆极化。

24、任选地，极化器布置包括多个间隔开的电介质极化器构件。多个电介质极化器构件中的每一个可以分别成形为：长方体、立方体、直棱柱体或斜棱柱体(多边形，例如，长方形、菱形、梯形、五边形、六边形等)、直圆柱体或斜圆柱体(例如圆形、椭圆形、扁圆形、长圆形、卵形等)等。

25、任选地，极化器布置包括多个电介质板，该多个电介质板间隔开并且被布置为大体与极化器布置轴线平行。多个电介质板中的每一个可以分别成形为长方体或立方体。在一些示例中，多个电介质板具有大体相同的高度。在一些示例中，多个电介质板的高度小于电介质构件的高度。

26、一些示例中(其中去耦器布置包括接收或覆盖多个天线元件中的每一个的至少一部分的电介质构件)，电介质构件沿着大体水平的轴线延伸。极化器布置轴线和大体水平的轴线之间的角度为约30度至约60度、约40度至约50度、或约45度。

27、任选地，多个天线元件中的每一个都具有第一介电常数或第一有效介电常数。任选地，去耦器布置或电介质构件具有第二介电常数或第二有效介电常数，其一般不同于(例如小于)第一介电常数或第一有效介电常数。任选地，极化器布置具有第三介电常数或第三有效介电常数，其一般不同于(例如小于)第二介电常数或第二有效介电常数。

28、任选地，多个天线元件中的每一个都具有第一介电常数或第一有效介电常数。任选地，多个电介质板中的每一个都具有第二介电常数或第二有效介电常数，其一般不同于(例如小于)第一介电常数或第一有效介电常数。任选地，多个电介质板中的每一个都具有与去耦器布置或电介质构件大体相同的介电常数或有效介电常数。

29、任选地，天线还包括：具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基底，以及布置在基底的第一侧的接地平面。接地平面是金属的并且可以由铝、铜等制成。多个天线元件和去耦器布置可以布置在接地平面上或上方。极化器布置还可以布置在接地平面上或上方。在一些示例中，多个天线元件和去耦器布置(例如，电介质构件)直接安装在接地平面上。基底可以是pcb基底，其具有一层或多层基底层。

30、任选地，天线还包括馈电布置。馈电布置可以包括多个馈电，其中每个馈电分别被配置用于多个天线元件中的相应一个。在一些示例中，多个馈电中的每一个都包括缝隙馈电机构。

31、任选地，多个馈电中的每一个分别包括：缝隙，其布置在接地平面并且在缝隙上放置多个天线元件中的相应一个；馈线电路，其布置在基底的第二侧并且与缝隙可操作地耦合；以及端口，其与馈线电路可操作地耦合。在一些示例中，在平面图中，缝隙与馈线电路的一部分重叠。在一些示例中(其中多个馈电中的每一个分别包括相应的端口)，天线是多端口天线。

32、任选地，缝隙包括大体十字形的缝隙。在一些示例中，大体十字形缝隙包括大体垂直布置的较长大体矩形缝隙部分和较短大体矩形缝隙部分。在一些示例中，较长大体矩形缝隙部分沿着长轴延伸，该长轴大体垂直于极化器布置轴线。

33、任选地，端口包括rf连接器。例如，rf连接器可以是sma连接器、smp连接器、n连接器、smb连接器等。

34、任选地，天线被配置为在x频段(例如，在约8.0ghz至约12.0ghz中的至少一些频率)操作。在一些示例中，天线仅可在x频段操作。在一些示例中，天线还可在其他一个或多个频率或频段中操作。

35、在一些示例中，第一方面的天线可以作为发射天线操作。在一些示例中，第一方面的天线可以作为接收天线操作。在一些示例中，第一方面的天线可以作为收发天线操作(例如，使用不同的天线元件同时发射和接收)。

36、在第二方面，提供了一种系统/设备，其包括一个或多个第一方面的天线。在一些示例中，系统/设备可以是能够至少执行无线通信的通信系统/设备。在一些示例中，系统/设备可以是物联网(iot)系统/设备、卫星通信系统/设备等。在一些示例中，系统/设备可以是多输入多输出(mimo)天线系统/设备。该系统/设备可以是便携式系统/设备。该系统/设备可以是手持式系统/设备。

37、在第三方面，提供了一种制造天线的部件的方法。该方法包括增材制造多个天线元件，其中每个天线元件分别可作为电磁波的辐射器操作，以及增材制造去耦器布置，以使得该去耦器布置被配置为当多个天线元件中的一个或多个作为辐射器操作时防止或减少多个天线元件的相互耦合。该天线的部件包括该多个天线元件和该去耦器布置。

38、任选地，多个天线元件的增材制造和去耦器布置的增材制造至少部分大体同时执行。

39、任选地，多个天线元件使用具有第一介电常数的电介质材料增材制造，而去耦器布置使用一般不同于(例如小于)第一介电常数的第二介电常数的电介质材料增材制造。

40、任选地，该方法还包括增材制造极化器布置，使得该极化器布置与多个天线元件可操作地耦合并且被配置为：当多个天线元件中的一个或多个作为辐射器操作时，影响由多个天线元件中的一个或多个提供的电磁波的极化。该天线的部件还包括该极化器布置。

41、任选地，去耦器布置的增材制造和极化器布置的增材制造被布置为使得去耦器布置和极化器布置一体地形成。

42、任选地，极化器布置和去耦器布置使用相同的电介质材料增材制造。

43、任选的，天线为第一方面的天线。因此，第一方面的一个或多个相关的任选特征可以适用于第三方面的方法。

44、在第四方面，提供了一种天线的部件，其使用第三方面的方法制造。

45、在第五方面，提供了一种天线，其包括第四方面的天线的部件。

46、在第六方面，提供了一种制造天线的方法，包括：将第四方面的天线的部件布置在一组件的接地平面上以形成天线，该组件包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基底、布置在基底的第一侧的接地平面、以及多个馈电。

47、在第七方面，提供了一种天线，其使用第六方面的方法制造。

48、通过考虑详细描述和附图，本发明的其他特征和方面将变得显而易见。在适当和适用的情况下，本文中关于一个方面或实施方式描述的任何特征可以与本文中关于任何其他方面或实施方式描述的任何其他特征组合。

49、根据上下文，使用“一般”、“大体”、“大体上”、“约”、“大约”等程度术语来考虑制造公差、退化、趋势、趋向、不完善的实际条件等。例如，当使用程度术语(例如“约”)来修饰数值时，这样的表达可以包括所述的值以及其±15％、±10％、±5％、±2％或±1％。

50、除非另有说明，否则术语“连接”、“耦合”、“安装”等旨在涵盖直接和间接的连接、耦合、安装等。