包括宽带单极天线的全向天线组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年8月23日提交的第63/236，117号美国临时申请和2022年8月4日提交的第17/880，732号美国非临时申请的权益，这两项申请的标题均为“OMNIDIRECTIONALANTENNA ASSEMBLIES INCLUDING BROADBAND MONOPOLE ANTENNAS”，其主题内容通过引用以其整体并入本文。

背景技术

本发明涉及天线组件。

天线可用于各种无线通信设备。天线可操作用于向设备发送信号和/或从设备接收信号。一些已知的天线是全向天线，其具有允许来自移动单元的良好发射和接收的辐射图案。通常，全向天线是在一个平面内大致均匀地辐射功率的天线，在垂直平面内具有方向性图案形状。全向天线可用于车辆、公共安全和物联网设施等应用。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种天线组件，包括具有馈电的天线基座和耦接至天线基座的天线元件。天线元件包括中央辐射元件、耦接到中央辐射元件的第一侧辐射元件和耦接到中央辐射元件的第二侧辐射元件。中央辐射元件、第一侧辐射元件和第二侧辐射元件形成沿中心天线轴延伸的交叉形天线结构。中央辐射元件、第一侧辐射元件和第二侧辐射元件围绕中心天线轴线径向对称，以实现高的全向一致性。

在一个实施例中，提供了一种天线元件，包括中央辐射元件，中央辐射元件具有在中央辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。中央辐射元件的主面板具有第一侧面和第二侧面。中央辐射元件的主面板在底部具有馈电部分，在顶部具有谐振器部分。中央辐射元件的主面板在中央辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。中央辐射元件包括从主面板的前边缘延伸的前翼。前翼被定向成横向于中央辐射元件的主面板。中央辐射元件包括从主面板的后边缘延伸的后翼。后翼定向成横向于中央辐射元件的主面板。天线元件包括耦接到中央辐射元件的第一侧面的第一侧辐射元件。第一侧辐射元件具有在第一侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第一侧辐射元件的主面板在底部具有馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第一侧辐射元件的主面板在第一侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第一侧辐射元件包括从主面板的第一侧边延伸的第一侧翼。第一侧翼横向于第一侧辐射元件的主面板定向。天线元件包括耦接到中央辐射元件的第二侧的第二侧辐射元件。第二侧辐射元件具有在第二侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第二侧辐射元件的主面板在底部具有馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第二侧辐射元件的主面板在第二侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第二侧辐射元件包括从主面板的第二侧边延伸的第二侧翼。第二侧翼横向于第二侧辐射元件的主面板定向。中央辐射元件、第一侧辐射元件和第二侧辐射元件形成交叉形天线结构。

在另一个实施例中，提供了一种天线组件，包括具有腔的天线罩。该天线组件包括具有馈电的天线基座。天线组件包括容纳在天线罩的腔中的天线元件。天线元件包括中央辐射元件、耦接到中央辐射元件的第一侧辐射元件和耦接到中央辐射元件的第二侧辐射元件。中央辐射元件。第一侧辐射元件和第二侧辐射元件形成交叉形天线结构，该交叉形天线结构耦接到天线基座的馈电。中央辐射元件具有在中央辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。中央辐射元件的主面板具有第一侧面和第二侧面。中央辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。中央辐射元件的主面板在中央辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。中央辐射元件包括从主面板的前边缘延伸的前翼。前翼被定向成横向于中央辐射元件的主面板。中央辐射元件包括从主面板的后边缘延伸的后翼。后翼定向成横向于中央辐射元件的主面板。第一侧辐射元件耦接到中央辐射元件的第一侧面。第一侧辐射元件具有在第一侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第一侧辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第一侧辐射元件的主面板在第一侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第一侧辐射元件包括从主面板的第一侧边延伸的第一侧翼。第一侧翼横向于第一侧辐射元件的主面板定向。第二侧辐射元件耦接到中央辐射元件的第二侧面。第二侧辐射元件具有在第二侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第二侧辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第二侧辐射元件的主面板在第二侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第二侧辐射元件包括从主面板的第二侧边延伸的第二侧翼。第二侧翼横向于第二侧辐射元件的主面板定向。

在另一个实施例中，提供了一种天线组件，包括具有腔的天线罩。该天线组件包括具有连接器主体的天线基座，该连接器主体包括孔洞。天线基座具有容纳在孔洞中的绝缘体。绝缘体包括绝缘体孔洞。天线基座包括容纳在绝缘体孔洞中的馈电。连接器主体电接地。绝缘体将馈电与连接器主体隔离。天线组件包括容纳在天线罩的腔中的天线元件。天线元件包括中央辐射元件、耦接到中央辐射元件的第一侧辐射元件和耦接到中央辐射元件的第二侧辐射元件。中央辐射元件。第一侧辐射元件和第二侧辐射元件形成交叉形天线结构，该交叉形天线结构耦接到天线基座的馈电。中央辐射元件具有在中央辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。中央辐射元件的主面板具有第一侧面和第二侧面。中央辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。中央辐射元件的主面板在中央辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。中央辐射元件包括从主面板的前边缘延伸的前翼。前翼被定向成横向于中央辐射元件的主面板。中央辐射元件包括从主面板的后边缘延伸的后翼。后翼定向成横向于中央辐射元件的主面板。第一侧辐射元件耦接到中央辐射元件的第一侧面。第一侧辐射元件具有在第一侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第一侧辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第一侧辐射元件的主面板在第一侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第一侧辐射元件包括从主面板的第一侧边延伸的第一侧翼。第一侧翼横向于第一侧辐射元件的主面板定向。第二侧辐射元件耦接到中央辐射元件的第二侧面。第二侧辐射元件具有在第二侧辐射元件的顶部和底部之间延伸的主面板。第二侧辐射元件的主面板在底部具有耦接到天线基座的馈电部分，在顶部具有谐振器部分。第二侧辐射元件的主面板在第二侧辐射元件的馈电部分和谐振器部分之间具有孔。第二侧辐射元件包括从主面板的第二侧边延伸的第二侧翼。第二侧翼横向于第二侧辐射元件的主面板定向。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明选定的实施例，并非所有可能的实施，且不以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据示例性实施例的天线组件的分解图。

图2为根据示例性实施例的天线组件的装配图。

图3为根据另一示例性实施例的天线组件的装配图。

图4A、4B和4C分别示出了根据示例性实施例的对应于图2所示的天线元件的第一侧辐射元件、中央辐射元件和第二侧辐射元件的平面模式和折叠配置。

图4D根据一个示例性实施例，示出了与图2所示天线元件相对应的天线元件，其中辐射元件是在组装成宽带坚固单极天线元件之后。

图5A为根据示例性实施例的图1所示天线组件的天线罩的透视图。

图5B为根据示例性实施例的图1所示天线组件的天线罩的侧视图。

图5C为根据示例性实施例的图1所示天线组件的天线罩的横截面图。

图6为根据示例性实施例的图1所示天线组件的中央引脚的透视图。

图7A为根据示例性实施例的图1所示天线组件的中央引脚的侧视图。

图7B为根据示例性实施例的图1所示天线组件中央引脚的横截面图。

图8为根据示例性实施例的图1所示天线组件的电绝缘体的透视图。

图9为根据示例性实施例的图1所示天线组件的电绝缘体的侧视图。

图10为根据示例性实施例的图1所示天线组件的电绝缘体的横截面图。

图11为根据示例性实施例的图1所示天线组件的接触引脚的透视图。

图12为根据示例性实施例的图1所示天线组件的连接器主体的透视图。

图13为根据一个示例性实施例的天线组件的连接器主体的侧视图。

图14为根据一个示例性实施例的天线组件的连接器主体的横截面图。

图15说明了根据一个示例性实施例，与图2所示天线元件相对应的第一侧辐射元件、中央辐射元件和第二侧辐射元件。

图16示出了根据示例性实施例的对应于图2所示的天线元件的天线元件的透视图，其中辐射元件是在组装(例如，焊接、点焊等)成宽带坚固单极天线元件之后。

图17示出了根据一个示例性实施例，连接至相应接触引脚的天线元件的透视图。

图18A为天线基座的分解图，示出了根据示例性实施例的连接器主体、绝缘体和中央引脚。

图18B为根据示例性实施例的天线基座的一部分的部分装配图，示出了容纳在相应绝缘体中的中央引脚。

图19为根据示例性实施例的天线基座的组装图，示出了容纳在相应连接器主体中的中央引脚和绝缘体。

图20示出了根据示例性实施例的天线组件的底部透视图，其中天线元件和天线基座位于相应的天线罩中。

图21示出了根据示例性实施例的原型天线组件的RF规格表和符合性数据。

图22示出了根据示例性实施例的原型天线组件的RF规格表和符合性数据。

图23A所示为根据示例性实施例的原型天线组件的天线特性和性能规格。

图23B示出了根据示例性实施例的原型天线组件的天线特性和性能规格。

图24示出了根据示例性实施例，对图20所示的三个原型天线组件(包括安装的O形环)测得的电压驻波比(VSWR)与频率(单位为兆赫(MHZ))的曲线图。

图25示出了根据示例性实施例，对图20所示的三个原型天线组件(包括安装的O形环)测得的电压驻波比(VSWR)vs频率(单位为兆赫(MHZ))的曲线图。

图26示出了根据本文实施例的图20所示的三个原型天线组件的效率(％)条形图和最大增益(分贝)相对于各向同性辐射器的分贝数(dBi)vs频率(MHz)的关系线图。

图27示出了根据本文实施例的图20所示的三个原型天线组件的平均增益(dBi)vs频率(MHz)方位角θ80°的线形图。

图28包括根据本文实施例的图20所示三个原型天线组件的方位角平面波纹(dB)与频率(MHz)的线形图。

图29示出了根据本文实施例，在617MHz和698MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图30示出了根据本文实施例，在806MHz和824MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图31示出了根据本文实施例，在880MHz和960MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图32示出了根据本文实施例，在1427MHz和1690MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图33示出了根据本文实施例，在1850MHz和1950MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图34示出了根据本文实施例，在2305MHz和3300MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图35示出了根据本文实施例，在3800MHz和4200MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图36示出了根据本文实施例，在4900MHz和5950MHz频率时，对图20所示的三个原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图37示出了根据示例性实施例的测量坐标系和方位角平面/θ90度平面(XY平面)、仰角0°/φ0度平面(XZ平面)和仰角90°/φ90度平面(YZ平面)。

图38示出了根据示例性实施例的原型天线组件。

图39示出了根据示例性实施例，针对图38所示的三个原型天线组件测量的电压驻波比(VSWR)与频率(MHZ)的曲线图。

图40示出了根据示例性实施例，针对图38所示的三个原型天线组件测量的电压驻波比(VSWR)与频率(MHZ)的曲线图。

图41示出了根据示例性实施例，针对图38所示的三个原型天线组件测量的电压驻波比(VSWR)与频率(MHZ)的曲线图。

图42是根据示例性实施例，针对图38所示的原型天线组件测得的峰值增益(dBi)与频率(MHZ)的线形图。

图43是根据一个示例性实施例，针对图38所示的原型天线组件测得的水平增益(dBi)与频率(MHZ)的线形图。

图44是根据示例性实施例，针对图38所示的原型天线组件测得的效率(％)与频率(MHZ)的线形图。

图45是根据一个示例性实施例，针对图38所示的原型天线组件测得的波束宽度(度)，φ＝90°与频率(MHZ)的线形图。

图46示出了图38所示的原型天线组件在698MHz频率下测得的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图47示出了图38所示的原型天线组件在960MHz频率下测得的辐射图(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。

图48示出了在1427MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

图49示出了在1695MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

图50示出了在2700MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

图51示出了在3800MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

图52示出了在5470MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

图53示出了在5925MHz频率下，对图38所示的原型天线组件测量的辐射图(方位角平面、φ0度平面和φ90度平面)。

在附图的多个视图中，相应的参考数字可表示相应的(但不一定相同的)部件。

具体实施方式

现将参照附图对示例实施例进行更全面的描述。

本文公开了天线组件100的示例性实施例，包括具有高全向图案一致性的宽带坚固单极天线。如本文所公开的，示例性实施例可以被配置为具有改善的带宽和全向性能。在各种实施例中，天线组件100可以在从大约617兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率下工作。在其他实施例中，天线组件100可以在从大约698兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率下工作。在替代实施例中，天线组件100可以在其他目标频率下工作。

在示例性实施例中，天线组件100包括天线元件102，天线元件102具有联接至天线基座106并被天线罩5包围的多个辐射元件104。辐射元件104可以为天线元件102形成交叉形天线结构。辐射元件104电连接到天线基座106的馈电110。在各种实施例中，辐射元件104是离心对称的辐射元件，其能够实现宽带阻抗，这允许天线组件用于宽范围的频率。辐射元件104可以在宽范围的电信频率下用于电信应用，包括从大约617MHz到大约7125MHz的频率或者从大约617MHz到大约7125MHz的频率等。

辐射元件104可为渐缩和折叠辐射元件，以提供压缩的整体形状，例如具有小的外周和/或安装在压缩空间内，例如天线罩5内。在示例性实施例中，辐射元件104包括折叠的、交叉的、渐缩的金属元件，这些金属元件模拟传统锥形结构的宽带阻抗特性，但是与锥形结构相比，成本更低，制造复杂度更低。与锥形结构相比，折叠辐射元件104减小了体积，以便更紧凑地封装。

柱形环可集成到天线组件100的天线基座106中。柱形环被配置为可操作或用作阻抗调谐部件，其增强阻抗带宽性能。

在一个示例性实施例中，辐射元件104中的战略性地放置和定尺寸的切口、槽和孔可提高阻抗带宽，并控制辐射电流，以优化跨操作频带的地平线以上增益。径向对称天线元件102实现的极低的方位角增益波动进一步增加了增强的地平线以上增益。

在一个示例性实施例中，天线组件100可配置为以极高的全向一致性操作。天线组件100可以在从大约617兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率或从大约698兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率等上以小于3分贝的变化和最小化的增益性能变化来操作。

图1是根据示例性实施例的天线组件100的分解图。图2是根据示例性实施例的天线组件100的组装图。图3是根据另一个示例性实施例的天线组件100的组装图。图2和图3所示的天线组件100的实施例可以在不同的目标频率操作，例如分别从大约698兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率，或者从大约617兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率。

在示例性实施例中，天线组件100包括连接器主体1、电绝缘体2、中央引脚3、接触引脚4、天线罩5、垫6(例如，三元乙丙橡胶(EPDM)等))、O型环7(如EPDM等)、辐射元件9、辐射元件10、辐射元件11、螺纹连接器螺母12(例如，wash、Tloc-I、5/8-18NF等)、帽13、连接器或紧固件14(例如，wash、Tloc-I、5/8-18SS、NF等)、O形环15(如EPDM等)以及标记为16的单元。辐射元件9、10、11限定了天线元件102的辐射元件104。

在一个示例性实施例中，中央引脚3和接触引脚4形成天线元件102的馈电110。在各种实施例中，中央引脚3可以端接到电线或电缆。在其他各种实施例中，中央引脚3可以端接到电路板。中央引脚3容纳在电绝缘体2中。接触引脚4被配置成耦接到辐射元件104。在替代实施例中，馈电110可以包括其他触头。在其他实施例中，馈线110可以具有单个触头或引脚。

在示例性实施例中，天线基座106包括连接器主体1、电绝缘体2、螺纹连接器螺母12、帽13、紧固件14和O形环7。在替代实施例中，天线基座106可以包括其他部件。在示例性实施例中，连接器主体1是导电的。例如，连接器主体1可以是金属的。在各种实施例中，连接器主体1可以是压铸的或机械加工的。在其他实施例中，连接器主体1可以例如由导电塑料材料模制而成。在示例性实施例中，连接器主体1被配置为电接地，例如连接到接地面板或其他接地部件，例如面板、底盘、电路板或其他支撑结构。O形环7用于将连接器主体1密封到安装结构，例如面板。在示例性实施例中，紧固件14和连接器螺母12用于将连接器主体1固定到安装结构，例如面板。例如，连接器螺母12可以螺纹联接到连接器主体1的端部。帽13可以覆盖连接器主体1的端部。电绝缘体2将馈电110与连接器主体1电隔离。

图2和图3示出了处于装配状态的天线元件102。辐射元件9、10、11被组装在一起以形成天线元件102。在示例性实施例中，辐射元件9是中央辐射元件200，辐射元件10是耦接到中央辐射元件200的第一侧面的第一侧辐射元件300，辐射元件11是耦接到中央辐射元件200的第二侧面的第二侧辐射元件400。辐射元件200、300、400被组装在一起(例如，点焊、锡焊等)成天线元件102，该天线元件102耦接到连接器主体1。在示例性实施例中，天线元件102是宽带、坚固的单极天线。单极天线元件102可以模拟传统锥形结构的宽带阻抗特性。如这里所公开的，包括单极天线元件102的天线组件100可以被配置成以高的全向图案一致性操作。在各种实施例中，单极天线元件102可以以以下频率操作：从大约617兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率，或者从大约698兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率。

天线元件102的下部分配置为接合在接触引脚4的上部分的槽内。进而，接触引脚4的下部分被配置成滑入并接合地容纳在中央引脚3的开槽端部分或插座内。有利地，天线元件102、接触引脚4和中央引脚3的这种连接方案可以提高可制造性。

在示例性实施例中，天线元件102包括中央辐射元件200、耦接至中央辐射元件200的中心轴的第一侧辐射元件300和耦接至中央辐射元件200的中心轴的第二侧辐射元件400。中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400形成沿着中心天线轴202延伸的交叉形天线结构。在示例性实施例中，中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400关于中心天线轴202径向对称，以实现高的全向一致性。中央辐射元件200限定了中心轴202前方的前辐射器和中心轴202后方的后辐射器。第一侧辐射元件在中心轴的第一侧限定第一侧辐射器。第二侧辐射元件在中心轴的第二侧限定第二侧辐射器。前辐射器、后辐射器、第一侧辐射器和第二侧辐射器是径向对称的，例如关于中心天线轴202径向对称。在示例性实施例中，中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400具有小于5dB的全向一致性，在一些实施例中小于3dB。天线元件102具有良好的地平线以上增益，例如在方位角方向上。

在示例性实施例中，天线元件102为宽带天线元件。中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400可以：在至少一个低频带操作，例如600兆赫(MHz)和700兆赫(MHz)之间的频带；以及在至少一个高频带操作，例如7000兆赫(MHz)和8000兆赫(MHz)之间的频带。中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400可以在其他频带中操作，例如低频带和高频带之间的一个或多个频带。对于宽带性能，中央辐射元件200、第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400在其底部可以具有渐缩形状。渐缩形状在底部(例如在天线基座106处)具有增加的电感和/或减少的电容。渐缩形状可以在许多频率下具有改善的电场分布。

在示例性实施例中，天线元件102具有压缩的整体形状，例如向内折叠以减小天线元件102的整体尺寸。压缩的形状允许天线元件102装配在更小的整体天线罩中。天线元件102包括切口、开口、孔、分支、梢(stubs)、辐射结构等，以控制地平线以上增益，例如在一个或多个目标频率时。

图4A、4B和4C分别示出了对应于图2所示的天线元件102的第一侧辐射元件200、中央辐射元件300和第二侧辐射元件400的平面图和折叠配置。图4D示出了对应于图2所示天线元件102的天线元件102，其中辐射元件200、300、400是在被组装(例如，焊接、点焊等)成宽带坚固的单极天线元件之后。图3所示的天线元件102的辐射元件可以具有不同的特征(例如，不同形状的特征结构、不同位置的槽、孔、谐振部件等)；然而，整体形状和部件可能是相似的。

中央辐射元件200(图4B)为导电结构，配置为形成天线元件102的一部分。在示例性实施例中，中央辐射元件200由金属坯件或金属板冲压形成。中央辐射元件200最初被冲压成平坦图案200’,然后形成限定中央辐射元件200的成形形状。

在示例性实施例中，中央辐射元件200关于中心轴202对称。例如，中央辐射元件200包括位于中心轴202的前侧的第一或前部分204和位于中心轴202后侧的第二或后部分206，其中前部分和后部分204、206是相同的(例如，镜像对称的两半)。然而，在替代实施例中，前部分和后部分204、206可以具有不同的特征，例如具有不同的天线特性(例如，针对不同的频率或定向辐射模式)。

在一个示例性实施例中，中央辐射元件200包括沿中心轴202的片槽208，片槽208接收第一和第二侧辐射元件300、400的部分，以相对于中央辐射元件200定位第一和第二侧辐射元件300、400。

中央辐射元件200包括在中央辐射元件200的顶部212和底部214之间延伸的主面板210。主面板210在前部216和后部218之间延伸。主面板210具有位于中心轴202和前部216处的前边缘226之间的前部分210a。主面板210具有位于中心轴202和后部218处的后边缘228之间的后部分210b。在各种实施例中，前边缘226和后边缘228彼此平行，并且平行于中心轴202。在替代实施例中，前边缘226和后边缘228可以成角度或成锥形，使得前边缘226和后边缘228横向于中心轴202。主面板210具有第一侧面220和与第一侧面220相对的第二侧面222。侧面220、222在顶部212和底部214之间延伸。侧面220、222在前部216和后部218之间延伸。第一侧辐射元件300被配置成耦接到第一侧面220。第二侧辐射元件400被配置成耦接到第二侧面222。

在示例性实施例中，主面板210包括底部214的馈电部分230和顶部212的谐振器部分250。馈电部分230被配置成耦接到馈电110(如图1所示)。主面板210包括在馈电部分230和谐振器部分250之间的孔240。谐振器部分250包括限定天线元件102的天线特性的谐振特征，例如目标频率、回波损耗、天线增益等。通过改变辐射结构和/或馈电结构和/或接地结构的物理特性，可以非常自由地控制天线元件102的辐射图案。例如，谐振特征和槽/孔/切口可以被调整以实现期望的波束宽度、前后比、方向性、增益等，从而改善天线元件102在(多个)目标频率的操作。

孔240可在冲压过程中形成。孔240将馈电部分230与谐振器部分250分开。孔240的尺寸和形状影响中央辐射元件200的天线特性。孔240的方向(例如，竖直、水平或其他方向)影响中央辐射元件200的天线特性。孔240可以具有规则的形状，例如矩形。然而，在替代实施例中，孔240可以具有其他形状，例如L形。孔240沿主面板210的位置(例如，距顶部212、底部214、前部216、后部218、第一侧面220、第二侧面222等的距离)影响中央辐射元件200的天线特性。在各种实施例中，孔240可以大致位于顶部212和底部214之间的中央。这样，馈电部分230和谐振器部分250具有大致相等的主面板210的面积。然而，在替代实施例中，孔240可以偏移，例如更靠近底部214，使得谐振器部分250比馈电部分230具有主面板210的更大的面积，反之亦然。在示例性实施例中，孔240延伸穿过中心轴202，使得孔240位于前部分210a和后部分210b中。孔240可以关于中心轴202对称，使得孔240的前部分和后部分在中心轴202的两侧是相同的。

主面板210包括位于孔240侧面的一个或多个侧翼部分242。侧翼部分242电连接馈电部分230和谐振器部分250。在图示的实施例中，主面板210包括位于孔240前方和后方的侧翼部分242(例如，在孔240和前后边缘226、228之间)。这样，前部翼210a和后部翼210b中的每一个都具有相应的侧翼部分242。侧翼部分242被限定在孔240和前部212或后部218之间。

孔240由边缘244、246限定。边缘244、246跨由孔240限定的间隙彼此面对。边缘244沿着馈电部分230的顶部延伸。边缘246沿着谐振器部分250的底部延伸。边缘244、246可以跨孔240彼此电容耦接。孔240的宽度(例如边缘244、246之间的间距)影响中央辐射元件200的天线特性。

馈电部分230位于主面板210的底部214。在示例性实施例中，馈电部分230包括在底部214的馈电片232。馈电片232被配置为电连接到馈电110(如图1所示)。例如，馈电片232可以插入到接触引脚4的顶部处的槽中(如图1所示)。馈电片232设置在中心轴202上，使得馈电片232设置在前部分210a和后部分210b上。

在示例性实施例中，馈电部分230在底部214渐缩。例如，馈电部分230包括渐缩边缘234、236，它们分别从底部214延伸到前边缘226和后边缘228。馈电部分230是渐缩的，使得馈电部分230在底部214较窄。在图示的实施例中，渐缩边缘234、236是线性的。然而，在替代实施例中，渐缩边缘234、236可以具有其他形状，例如弯曲或阶梯状。

谐振器部分250位于主面板210的顶部212。在示例性实施例中，谐振器部分250包括切入谐振器部分250的一个或多个槽252。(多个)槽252将主面板210的部分与其他部分分开，以形成谐振结构。主面板210包括围绕(多个)槽252的一个或多个分支254。每个分支254定义了梢。梢的尺寸和形状影响天线特性，例如以在一个或多个目标频率时控制地平线以上增益。每个分支254包括沿着相应槽252的不同侧延伸的多个腿256。例如，在所示实施例中，分支254包括内腿260、外腿262以及内腿260和外腿262之间的连接腿264。内腿260沿着槽252的内部分延伸。外腿262沿着槽252的外部分延伸，连接腿264沿着槽252的上部分延伸。取决于槽252的形状，分支254可以包括更多或更少的腿。提供多个腿260、262、264拓宽了天线元件102有效工作的频带。例如，多个分支260、262、264限定了具有不同路径长度的不同辐射结构。较短的路径以较高的频率操作，而较长的路径以较低的频率操作。

在图示实施例中，槽252整体上竖直地定向。然而，在替代实施例中，狭槽252可以具有其他取向。槽252的宽度、长度和取向影响谐振器部分250的天线特性。类似地，腿260、262、264的宽度、长度和取向影响谐振器部分250的天线特性。在所示实施例中，腿260、262、264具有彼此不同的长度和宽度。例如，外腿262比内腿260和/或连接腿264窄。腿260、262可以跨过槽252彼此电容耦接。槽252的宽度(例如，腿260、262的边缘之间的间距)影响中央辐射元件200的天线特性。外腿262的远端可以跨槽252电容耦接到主面板210的谐振器部分250。槽252的宽度(例如，外腿262的远端和主面板210之间的间距)影响中央辐射元件200的天线特性。

在示例性实施例中，中央辐射元件200包括从主面板210的前边缘226延伸的前翼270和从主面板210的后边缘228延伸的后翼280。翼270、280与主面板210是一体的。例如，翼270、280由与主面板210相同的金属片冲压而成。在成形过程中，翼270、280相对于主面板210弯曲出平面。翼270、280横向于主面板210定向。在示例性实施例中，两个翼270、280都沿逆时针方向弯曲，使得前翼270朝向第二侧面222弯曲，而后翼280朝向第一侧面220弯曲。在示例性实施例中，翼270、280定向成不垂直于主面板210。例如，翼270、280相对于主面板210成锐角定向。

前翼270在近端272和远端274之间延伸。近端272从前边缘226延伸。在示例性实施例中，近端272从馈电部分230和谐振器部分250延伸。例如，近端272位于孔240的上方和下方。然而，在替代实施例中，近端272仅从馈电部分230或仅从谐振器部分250延伸。弯曲部276被限定在近端272和前边缘226的相交处。前翼270在弯曲部276处相对于主面板210弯曲一角度。在各种实施例中，近端272可以平行于中心轴202定向。在示例性实施例中，远端274平行于近端272定向。例如，前翼270可以在近端272和远端274之间具有均匀的宽度。然而，在替代实施例中，前翼270可以具有其他形状。例如，前翼270的宽度可以变化，例如在前翼270的顶部和/或底部更宽。在其他各种实施例中，前翼270可以包括多个弯曲部；和/或可以是弯曲的。

在示例性实施例中，前翼270包括位于前翼270的顶部和/或底部的翼尖278。前翼270的近端272没有在翼尖278处连接到主面板210。翼尖278脱离主面板210。可选地，翼尖278可以相对于前翼270的其他部分弯曲，使得翼尖278不共面。翼270和翼尖278形成谐振结构，该谐振结构影响操作频率并加宽天线元件102有效操作的频带。例如，翼270和翼尖278具有以不同频率操作的不同路径长度。

在图示实施例中，前翼270为大致矩形和平面的。然而，在各种替代实施例中，前翼270可以具有其他形状。前翼270可以包括切口、槽、孔、分支、腿或其它特征，它们限定了影响中央辐射元件200的天线特性的辐射结构。

后翼280在近端282和远端284之间延伸。近端282从后边缘228延伸。在示例性实施例中，近端282从馈电部分230和谐振器部分250延伸。例如，近端282位于孔240的上方和下方。然而，在替代实施例中，近端282仅从馈电部分230或仅从谐振器部分250延伸。弯曲部286被限定在近端282和后边缘228的相交处。后翼280在弯曲部286处相对于主面板210弯曲一角度。在各种实施例中，近端282可以平行于中心轴202定向。在示例性实施例中，远端284平行于近端282定向。例如，后翼280可以在近端282和远端284之间具有一致的宽度。然而，在替代实施例中，后翼280可以具有其他形状。例如，后翼280的宽度可以变化，例如在后翼280的顶部和/或底部更宽。在其他各种实施例中，后翼280可以包括多个弯曲部；和/或可以是弯曲的。

在示例性实施例中，后翼280包括位于后翼280顶部和/或底部的翼尖288。后翼280的近端282没有在翼尖288处连接到主面板210上。翼尖288脱离主面板210。可选地，翼尖288可以相对于后翼280的其他部分弯曲，使得翼尖288不共面。

在图示实施例中，后翼280为大致矩形和平面的。然而，在各种替代实施例中，后翼280可以具有其他形状。后翼280可以包括切口、槽、孔、分支、腿或其它特征，它们限定了影响中央辐射元件200的天线特性的辐射结构。

第一侧辐射元件300(图4A)为导电结构，配置为形成天线元件102的一部分。在示例性实施例中，第一侧辐射元件300由金属坯件或金属板冲压形成。第一侧辐射元件300最初被冲压成平面图案300’,然后形成限定第一侧辐射元件300的成形形状。

第一侧辐射元件300配置为耦接至中央辐射元件200的第一侧面220，以形成天线元件102。在示例性实施例中，第一侧辐射元件300包括沿着第一侧辐射元件300的内边缘的定位片308。定位片308用于相对于中央辐射元件200定位第一侧辐射单元300。定位片308被配置成被接收在中央辐射元件200中的相应的片开口208中。在示例性实施例中，第一侧辐射元件300包括沿着第一侧辐射元件300的内边缘的安装片302。安装片302用于将第一侧辐射元件300安装到中央辐射元件200上。安装片302可以例如沿着中心轴202焊接或钎焊到中央辐射元件200上。

第一侧辐射元件300包括在第一侧辐射元件300的顶部312和底部314之间延伸的主面板310。主面板310在内部316和外部318之间延伸。第一侧辐射元件300的内部316具有内边缘326，该内边缘326被配置成耦接到中央辐射元件300的第一侧面220。定位片308和安装片302从内边缘326延伸，用于连接到中央辐射元件300。第一侧辐射元件300的外部318具有外边缘328。主面板310具有第一侧面320和与第一侧面320相对的第二侧面322。

在示例性实施例中，主面板310包括底部314处的馈电部分330和顶部312处的谐振器部分350。馈电部分330被配置成耦接到馈电110(如图1所示)。谐振器部分350包括限定天线元件102的天线特性的谐振特征，例如目标频率、回波损耗、天线增益等。主面板310包括在馈电部分330和谐振器部分350之间的孔340。

孔340可在冲压过程中形成。孔340将馈电部分330与谐振器部分350分开。孔340的尺寸和形状影响第一侧辐射元件300的天线特性。孔340的方向(例如，竖直、水平或其他取向)影响第一侧辐射元件300的天线特性。孔340可以具有规则的形状，例如矩形。然而，在替代实施例中，孔340可以具有其他形状，例如L形。孔340沿主面板310的位置(例如，与顶部312、底部314、内部316、外部318的距离等)影响第一侧辐射元件300的天线特性。在各种实施例中，孔340可以大致位于顶部312和底部314之间的中央。这样，馈电部分330和谐振器部分350具有大致相等的主面板310的面积。然而，在替代实施例中，孔340可以偏移，例如更靠近底部314，使得谐振器部分350比馈电部分330具有主面板310的更大的面积，反之亦然。在示例性实施例中，孔340在内部316是敞开的。孔340处于与中央辐射元件200的孔240相似的位置，使得孔340可以通向孔240。

主面板310包括位于孔340侧面的侧翼部分342。侧翼部分342电连接馈电部分330和谐振器部分350。在图示的实施例中，侧翼部分342设置在外部318。然而，侧翼部分342可以附加地或替代地设置在内部316。

孔340由边缘344、346限定。边缘344、346跨由孔340限定的间隙彼此面对。边缘344沿着馈电部分330的顶部延伸。边缘346沿着谐振器部分350的底部延伸。边缘344、346可以跨孔340彼此电容耦合。孔340的宽度(例如边缘344、346之间的间距)影响第一侧辐射元件300的天线特性。

馈电部分330位于主面板310的底部314。在示例性实施例中，馈电部分330包括在底部314的馈电片332。馈电片332被配置为电连接到馈电110(如图1所示)。例如，馈电片332可以插入到接触引脚4的顶部处的槽中(如图1所示)。在示例性实施例中，馈电片332设置在内部316处。

在示例性实施例中，馈电部分330在底部314处在内部316和外部318之间渐缩。例如，馈电部分330包括从底部314的内部316延伸到外部318的渐缩边缘334。在图示的实施例中，渐缩边缘334是线性的。然而，在替代实施例中，渐缩边缘334可具有其它形状，例如弯曲或阶梯状。

谐振器部分350位于主面板310的顶部312。在示例性实施例中，谐振器部分350包括切入谐振器部分350的一个或多个槽352。槽352将主面板310的部分与其他部分分开，以形成谐振结构。主面板310包括围绕(多个)槽352的一个或多个分支354。每个分支354定义了梢。梢的尺寸和形状影响天线特性，例如以在一个或多个目标频率时控制地平线以上增益。分支354包括沿着槽352的不同侧延伸的多个腿356。例如，在所示实施例中，分支354包括内腿360、外腿362以及内腿360和外腿362之间的连接腿364。内腿360沿着槽352的内部分延伸。外腿362沿着槽352的外部分延伸，连接腿364沿着槽352的上部分延伸。取决于槽352的形状，分支354可以包括更多或更少的腿。在图示的实施例中，槽352大体竖直定向。然而，在替代实施例中，狭槽352可以具有其他取向。槽352的宽度、长度和取向影响谐振器部分350的天线特性。类似地，腿360、362、364的宽度、长度和取向影响谐振器部分350的天线特性。在所示实施例中，腿360、362、364具有彼此不同的长度和宽度。例如，外腿362比内腿360和/或连接腿364窄。腿360、362可以跨过槽352彼此电容耦合。槽352的宽度(例如，腿360、362的边缘之间的间距)影响第一侧辐射元件300的天线特性。外腿362的远端可以跨槽352电容耦接到主面板310的谐振器部分350。槽352的宽度(例如，外腿362的远端和主面板310之间的间距)影响第一侧辐射元件300的天线特性。

在示例性实施例中，第一侧辐射元件300包括从主面板310的外部318延伸的第一侧翼370。翼370与主面板310是一体的。例如，翼370由与主面板310相同的金属片冲压而成。在成形过程中，翼370相对于主面板310弯曲出平面。翼370横向于主面板310定向，例如朝着第一侧面320沿逆时针方向弯曲。在示例性实施例中，翼370定向成不垂直于主面板310。例如，翼370相对于主面板310成锐角定向。

第一侧翼370在近端372和远端374之间延伸。近端372从主面板310的外部318处从外边缘328延伸。在示例性实施例中，近端372从馈电部分330和谐振器部分350延伸。例如，近端372位于孔340的上方和下方。然而，在替代实施例中，近端372仅从馈电部分330或仅从谐振器部分350延伸。弯曲部376被限定在近端372和外边缘328的相交处。第一侧翼370在弯曲部376处相对于主面板310弯曲一角度。在各种实施例中，近端372可以平行于内边缘326定向。在示例性实施例中，远端374平行于近端372定向。例如，第一侧翼370可以在近端372和远端374之间具有均匀的宽度。然而，在替代实施例中，第一侧翼370可以具有其他形状。例如，第一侧翼370的宽度可以变化，例如在第一侧翼370的顶部和/或底部更宽。在其他各种实施例中，第一侧翼370可以包括多个弯曲部；和/或可以是弯曲的。

在示例性实施例中，第一侧翼370包括位于第一侧翼370顶部和/或底部的翼尖378。第一侧翼370的近端372没有在翼尖378处连接到主面板310上。翼尖378脱离主面板310。可选地，翼尖378可以相对于第一侧翼370的其他部分弯曲，使得翼尖378不共面。

在图示实施例中，第一侧翼370为大致矩形和平面的。然而，在各种替代实施例中，第一侧翼370可以具有其他形状。第一侧翼370可以包括切口、槽、孔、分支、腿或其它特征，这些特征限定了影响第一侧辐射元件300的天线特性的辐射结构。

第二侧辐射元件400(图4C)是导电结构，其配置为构成天线元件102的一部分。在示例性实施例中，第二侧辐射元件400由金属坯件或金属板冲压形成。第二侧辐射元件400最初被冲压成平坦图案400’,然后形成限定第二侧辐射元件400的成形形状。

第二侧辐射元件400配置为耦接到中央辐射元件200的第二侧面222，以形成天线元件102。在示例性实施例中，第二侧辐射元件400包括沿着第二侧辐射元件400的内边缘的定位翼片408。定位片408用于相对于中央辐射单元200定位第二侧辐射单元400。定位片408被配置成被接收在中央辐射元件200中的相应的片开口208中。在示例性实施例中，第二侧辐射元件400包括沿着第二侧辐射元件400的内边缘的安装片402。安装片402用于将第二侧辐射元件400安装到中央辐射元件200上。安装片402可以例如沿着中心轴202焊接或钎焊到中央辐射元件200上。

第二侧辐射元件400包括在第二侧辐射元件400的顶部412和底部414之间延伸的主面板410。主面板410在内部416和外部418之间延伸。第二侧辐射元件400的内部416具有内边缘426，该内边缘426被配置成耦接到中央辐射元件400的第二侧面222。定位片408和安装片402从内边缘426延伸，用于连接到中央辐射元件400。第二侧辐射元件400的外部418具有外边缘428。主面板410具有第一侧面420和与第一侧面420相对的第二侧面422。

在示例性实施例中，主面板410包括底部414的馈电部分430和顶部412的谐振器部分450。馈电部分430被配置成耦接到馈电110(如图1所示)。谐振器部分450包括限定天线元件102的天线特性的谐振特征，例如目标频率、回波损耗、天线增益等。主面板410包括在馈电部分430和谐振器部分450之间的孔440。

孔440可在冲压过程中形成。孔440将馈电部分430与谐振器部分450分开。孔440的尺寸和形状影响第二侧辐射元件400的天线特性。孔440的方向(例如，竖直、水平或其他方向)影响第二侧辐射元件400的天线特性。孔440可以具有规则的形状，例如矩形。然而，在替代实施例中，孔440可以具有其他形状，例如L形。孔440沿主面板410的位置(例如，距顶部412、底部414、内部416、外部418等的距离)影响第二侧辐射元件400的天线特性。在各种实施例中，孔440可以大致位于顶部412和底部414之间的中央。这样，馈电部分430和谐振器部分450具有大致相等的主面板410的面积。然而，在替代实施例中，孔440可以偏移，例如更靠近底部414，使得谐振器部分450比馈电部分430具有主面板410的更大的面积，反之亦然。在示例性实施例中，孔440在内部416是敞开的。孔440处于与中央辐射元件200的孔240相似的位置，使得孔440可以通向孔240。

主面板410包括位于孔440的侧面的侧翼部分442。侧翼部分442电连接馈电部分430和谐振器部分450。在图示的实施例中，侧翼部分442设置在外部418。然而，侧翼部分442可以附加地或替代地设置在内部416。

孔440由边缘444、446限定。边缘444、446跨由孔440限定的间隙彼此面对。边缘444沿着馈电部分430的顶部延伸。边缘446沿着谐振器部分450的底部延伸。边缘444、446可以跨孔440彼此电容耦合。孔440的宽度(例如边缘444、446之间的间距)影响第二侧辐射元件400的天线特性。

馈电部分430位于主面板410的底部414。在示例性实施例中，馈电部分430包括在底部414的馈电片432。馈电片432被配置为电连接到馈电110(如图1所示)。例如，馈电片432可以插入到接触引脚4的顶部处的槽中(如图1所示)。在示例性实施例中，馈电片432设置在内部416处。

在示例性实施例中，馈电部分430在底部412的内部416和外部418之间是渐缩的。例如，馈电部分430包括从底部412的内部416延伸到外部418的渐缩边缘434。在图示的实施例中，渐缩边缘434是线性的。然而，在替代实施例中，渐缩边缘434可具有其它形状，例如弯曲或阶梯状。

谐振器部分450位于主面板410的顶部412。在示例性实施例中，谐振器部分450包括切入谐振器部分450的一个或多个槽452。槽452将主面板410的部分与其他部分分开，以形成谐振结构。主面板410包括围绕(多个)槽452的一个或多个分支454。每个分支454定义了梢。梢的尺寸和形状影响天线特性，例如以在一个或多个目标频率时控制地平线以上增益。分支454包括沿着槽452的不同侧延伸的多个腿456。例如，在所示实施例中，分支454包括内腿460、外腿462以及内腿460和外腿462之间的连接腿464。内腿460沿着槽452的内部分延伸。外腿462沿着槽452的外部分延伸，连接腿464沿着槽452的上部分延伸。取决于槽452的形状，分支454可以包括更多或更少的腿。在图示的实施例中，槽452大体竖直定向。然而，在替代实施例中，狭槽452可以具有其他取向。槽452的宽度、长度和取向影响谐振器部分450的天线特性。类似地，腿460、462、464的宽度、长度和取向影响谐振器部分450的天线特性。在所示实施例中，腿460、462、464具有彼此不同的长度和宽度。例如，外腿462比内腿460和/或连接腿464窄。腿460、462可以跨过槽452彼此电容耦合。槽452的宽度(例如，腿460、462的边缘之间的间距)影响第二侧辐射元件400的天线特性。外腿462的远端可以跨槽452电容耦接到主面板410的谐振器部分450。槽452的宽度(例如，外腿462的远端和主面板410之间的间距)影响第二侧辐射元件400的天线特性。

在示例性实施例中，第二侧辐射元件400包括从主面板410的外部418延伸的第二侧翼470。翼470与主面板410是一体的。例如，翼470由与主面板410相同的金属片冲压而成。在成形过程中，翼470相对于主面板410弯曲出平面。翼470横向于主面板410定向，例如朝着第二侧面420沿逆时针方向弯曲。在示例性实施例中，翼470定向成不垂直于主面板410。例如，翼470相对于主面板410成锐角定向。

第二侧翼470在近端472和远端474之间延伸。近端472从主面板410的外部418处从外边缘428延伸。在示例性实施例中，近端472从馈电部分430和谐振器部分450延伸。例如，近端472位于孔440的上方和下方。然而，在替代实施例中，近端472仅从馈电部分430或仅从谐振器部分450延伸。弯曲部476被限定在近端472和外边缘428的相交处。第二侧翼470在弯曲部476处相对于主面板410弯曲一角度。在各种实施例中，近端472可以平行于内边缘426定向。在示例性实施例中，远端474平行于近端472定向。例如，第二侧翼470可以在近端472和远端474之间具有均匀的宽度。然而，在替代实施例中，第二侧翼470可以具有其他形状。例如，第二侧翼470的宽度可以变化，例如在第二侧翼470的顶部和/或底部更宽。在其他各种实施例中，第二侧翼470可以包括多个弯曲部；和/或可以是弯曲的。

在示例性实施例中，第二侧翼470包括位于第二侧翼470的顶部和/或底部的翼尖478。第二侧翼470的近端472没有在翼尖478处连接到主面板410上。翼尖478脱离主面板410。可选地，翼尖478可以相对于第二侧翼470的其他部分弯曲，使得翼尖478不共面。

在图示实施例中，第二侧翼470为大致矩形和平面的。然而，在各种替代实施例中，第二侧翼470可以具有其他形状。第二侧翼470可以包括切口、槽、孔、分支、腿或其它特征，这些特征限定了影响第二侧辐射元件400的天线特性的辐射结构。

组装时(图4D)，第一和第二侧辐射元件300、400与中央辐射元件200耦接，形成天线元件102。天线元件102是交叉形天线结构。在示例性实施例中，第一侧辐射元件300和第二侧辐射元件400在中心轴202处耦接到中央辐射元件200的主面板210。交叉形天线结构关于中心轴202对称。例如，第一和第二侧辐射元件300、400关于中心轴202对称，并且中央辐射元件200的前部分和后部分关于中心轴202对称。在示例性实施例中，第一和第二侧辐射元件300、400，以及中央辐射元件200的前部分和后部分是从中心轴202发源的相同的辐射结构。在示例性实施例中，布置在交叉结构中的冲压和成形的辐射元件200、300、400模拟了传统锥形结构的宽带阻抗特性，但是与传统锥形天线结构相比，成本更低，制造复杂度更低。

辐射元件200，300，400的翼270，280，370，470为辐射提供了额外的表面积，以改善天线元件102的天线特性。在所示实施例中，翼270、280、370、470各自围绕中心轴202沿逆时针方向延伸。翼270、280、370、470以锐角向内弯曲，以减小天线元件102的整体尺寸(例如，外周)，并提供紧凑的整体形状，以装配在紧凑的空间内，例如天线罩5(图1)。与传统的锥形天线结构相比，折叠翼270、280、370、470减小了体积，以实现更紧凑的封装。

再次参考图3，与图2所示的实施例相比，辐射元件200、300、400具有不同的形状和特征。例如，谐振器部分250、350、450可以不同地成形。孔240、340、440的形状可以不同。例如，孔240、340、440可以是L形的。在图示的实施例中，孔240、340、440大体竖直定向，而不是大体水平定向。孔240、340、440可以在主面板的外边缘处敞开。在所示实施例中，主面板的馈电部分比谐振器部分短。在所示实施例中，主面板的外边缘向内倾斜(不平行于中心轴)。翼270、280、370、470可以不同地成形，例如具有渐缩边缘。

图5A、5B和5C示出了图1所示天线组件的天线罩5。图5A是天线罩5的透视图。图5B是天线罩5的侧视图。图5C是天线罩5的横截面视图。天线罩5是保护天线元件102(图1)的结构性防风雨外壳。天线罩5由对无线电波透明的材料构成。天线罩5保护天线元件102免受天气影响，并隐藏天线元件102不被看到。

在示例性实施例中，天线罩5包括容纳天线元件102的内部腔120。腔120可以是大体柱形的。可选地，腔120可以是锥形的，例如在天线罩5的顶部处向内渐缩。可选地，天线罩5的基座122可以向外张开，例如为了稳定性。在示例性实施例中，天线罩5包括基座122处的内螺纹124。螺纹124被配置成螺纹联接到连接器主体1(图1)。

在一个示例性实施例中，如图5C所示，天线罩5包括沿天线罩5的内表面限定的槽126。槽126被配置用于当天线元件102可滑动地定位于天线罩5的腔120中时，接合地接收天线元件102的侧边缘部分，例如谐振器部分250、350、450(图4A、4B、4C)。将天线元件102可滑动地定位在内部槽126内可以帮助支撑和/或稳定(例如，防止振动等)天线元件102，可以为天线元件102提供加固，和/或可以帮助天线元件102在天线罩5中的正确对准。

图6、7A和7B示出了图1所示天线组件100的中央引脚3。图6是中央引脚3的透视图。图7A是中央引脚3的侧视图。图7B是中央引脚3的剖视图。中央引脚3形成天线组件100的馈电110的一部分。

中央引脚3在第一端130和第二端132之间延伸。在示例性实施例中，中央引脚3包括位于第一和第二端130、132之间的定位肩部131，用于将中央引脚3定位在电绝缘体2中(图1)。第一端130被配置为耦接到接触引脚4(图8)。第二端被配置为耦接到电缆或馈电引脚(未示出)。中央引脚3由导电材料制成，例如金属。中央引脚3可以是机加工零件。替代地，中央引脚3可以通过其他工艺制造，例如冲压和成形。中央引脚3包括分别位于第一端130和第二端132的插座134、136。接触引脚4可以插入插座134中。电缆的导体或馈电引脚可以插入插座136中。在替代实施例中，可以在第一端130和/或第二端132提供其他类型的触头。中央引脚3包括沿着插座134、136的可偏转弹簧夹138，其接合接触引脚4或电缆。

图8、9和10示出了图1所示天线组件100的电绝缘体2。图8是电绝缘体2的透视图。图9是电绝缘体2的侧视图。图10是电绝缘体2的剖视图。电绝缘体2形成天线组件100的天线基座106的一部分。

电绝缘体2由介电材料制成，如塑料材料。电绝缘体2包括位于电绝缘体2的上部分处的凸缘140。凸缘140用于将电绝缘体2定位在连接器主体1中(图1)。电绝缘体2包括绝缘体孔洞142，其在电绝缘体2的顶部和底部之间延伸穿过电绝缘体2。绝缘体孔洞142被配置成接收接触引脚4。电绝缘体2将中央引脚3与连接器主体1电隔离。绝缘体孔洞142可以是柱形的。在一些实施例中，绝缘体孔洞142可以是阶梯状的，例如以接收中央引脚3的定位肩部131。

图11为图1所示天线组件100的接触引脚4的透视图。接触引脚4包括位于底部的引脚150和位于接触引脚4的顶部的头部152。引脚150被配置成插入到中央引脚3中，以将接触引脚4电连接到中央引脚3。接触引脚4和中央引脚3形成天线组件100的馈电110。头部152包括交叉形馈电槽154，其接收辐射元件200、300、400的馈电片232、332、432(图4A、4B、4C)。片支撑件156围绕馈电槽154，以形成交叉形馈电槽154。片支撑件156接合馈电片232、332、432，以将馈电110连接到天线元件102。馈电槽154从上方敞开，以接收馈电片232、332、432。馈电槽154可以在头部152的侧面敞开，以允许馈电片232、332、432延伸穿过头部152的侧面。头部152可以包括延伸到馈电槽154中的隆起或突起，以与馈电翼片232、332、432对接。

图12、13和14示出了图1所示天线组件100的连接器主体1。图12是连接器主体1的透视图。图13是连接器主体1的侧视图。图14是连接器主体1的剖视图。连接器主体1形成天线组件100的天线基座106的一部分。在示例性实施例中，连接器主体1被配置为电接地。连接器主体1可以形成天线组件100的接地参考或接地平面。

连接器主体1包括位于连接器主体1的底部的安装基座160和位于连接器主体1的顶部的上凸缘170。连接器主体1包括延伸穿过安装基座160和上凸缘170的孔洞162。孔洞162容纳绝缘体2和馈电110(图1)。孔洞162可以容纳帽13(图1)。孔洞162可以接收电缆或其他馈电元件。安装基座160用于将天线基座106安装到另一个结构上，例如底盘、面板、壁或其他支撑结构。在示例性实施例中，安装基座160是柱形的，并带有螺纹164。螺纹164被配置成螺纹联接到支撑结构。在替代实施例中，可以使用其他类型的安装基座。

上凸缘170包括上表面172和下表面174。下表面174可以被支撑在支撑结构上。下表面174可以包括容纳O形环7的密封凹槽175。O形环7可以密封在下表面174和支撑结构之间。在示例性实施例中，上凸缘170的外周带有外螺纹173。外螺纹173被配置为耦接到天线罩5，例如螺纹联接到天线罩5的内螺纹124(图5C)。

在示例性实施例中，唇缘176从上表面172延伸。唇缘向上突出一段距离。唇缘176围绕着凹穴178。绝缘体2和馈电110，例如中央引脚3和/或接触引脚4，被容纳在凹穴178中并被唇缘176包围。凹穴178可以容纳天线元件102的一部分，例如馈电片232、332、432和辐射元件200、300、400的馈电部分的底部渐缩部分。唇缘176的高度和直径使得将唇缘176定位成与馈电110和辐射元件200、300、400的馈电部分相距预定距离，以控制天线组件100的天线特性。例如，接地连接器主体1(例如，唇缘176)和天线组件100的馈电部分(例如，引脚3、4和馈电片232、332、432)之间的间隔可以被控制以调谐天线组件100。辐射元件200、300、400的馈电部分上的渐缩量控制接地连接器主体1和天线元件102之间的间距。唇缘176的高度和唇缘176的直径控制接地连接器主体1和天线元件102之间的间距。

图15示出了与图2所示天线元件102相对应的第一侧辐射元件200、中央辐射元件300和第二侧辐射元件400。

图16所示为对应于图2所示的天线元件102的天线元件102的透视图，其中辐射元件200、300、400是在组装(例如，焊接、点焊等)成宽带坚固单极天线元件之后。

图17示出了连接至相应接触引脚4的天线元件102的透视图。

图18A为天线基座106的分解图，示出了连接器主体1、绝缘体2和中央引脚3。

图18B为天线基座106的一部分的部分组装图，示出了容纳在相应绝缘体2中的中央引脚3。

图19为天线基座106的装配图，示出了接收在相应连接器主体1中的中央引脚3和绝缘体2。

图20示出了天线组件100的底部透视图，天线元件102和天线基座106位于相应的天线罩5中。每个连接器主体1螺纹联接到天线罩5的基座。O形环15联接到天线罩5的底部，以将天线罩5密封到支撑结构。

图21至36提供了图20所示的原型天线组件100的测试结果。原型天线组件在由1.7mm厚的铝制成的2英尺乘2英尺的正方形接地平面上进行测试。图21至36所示的结果仅用于说明目的，而非限制目的。

更具体而言，图21和22包括根据示例性实施例的原型天线组件100的射频规格表和符合性数据。图23A和23B包括根据示例性实施例的原型天线组件100的天线特性和性能规格的表格。

图24和图25包括针对图20所示的包括安装的O形环的三个原型天线组件100测得的电压驻波比(VSWR)对频率(单位为兆赫(MHZ))的线形图。整体上，图24和25示出了原型天线组件100具有符合图21、23A和23B所示VSWR值的相对较好的VSWR。图24和25还示出了所有原型样品的VSWR是一致的和可重复的。

图26包括图20所示的三个原型天线组件的效率(％)条形图和最大增益(分贝)相对于各向同性辐射器的分贝数(dBi)对频率(MHz)的关系线图。图27包括图20所示的三个原型天线组件100的平均增益(dBi)对频率(MHz)方位角θ80°的线图。图28包括图20所示的三个原型天线组件100的方位角平面波纹(dB)对频率(MHz)的线图。

图29至图36示出了图20所示的三个原型天线组件在617MHz、698MHz、806MHz、824MHz、880MHz、960MHz、1427MHz、1690MHz、1850MHz、1950MHz、2305MHz、3300MHz、3800MHz、4200MHz、4900MHz频率下测得的辐射图案(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)方位角辐射图案是在θ80度节点上获得的。一般来说，图29至36示出了原型天线组件100在范围从617兆赫(MHz)到5950MHz的这些频率上具有良好的全向辐射图案。

图39至53提供了图38所示的原型天线组件100的测试结果。原型天线组件在由1.7mm厚的铝制成的2英尺乘2英尺的正方形接地平面上进行测试。图39至53所示的结果仅用于说明目的，而非限制目的。

更具体而言，图39、40和41包括电压驻波比(VSWR)对频率(单位为兆赫(MHZ))的曲线图，该曲线图针对图38所示的原型天线组件100进行测量。一般来说，图39、40和41示出了原型天线组件100具有相对较好的VSWR，并且所有原型样本的VSWR都是一致的和可重复的。

图42为图38所示原型天线组件100的峰值增益(dBi)对频率(MHZ)的曲线图。图43是对如图38所示的原型天线组件100测量的地平线增益(dBi)对频率(MHZ)的线形图。图44是对如图38所示的原型天线组件100测量的效率(％)对频率(MHZ)的线形图。图45是对于如图38所示的原型天线组件100测量的波束宽度(度)-φ＝90°对频率(MHZ)的线形图。

图46至图53分别示出了图38所示的原型天线组件在698MHz、960MHz、1427MHz、1695MHz、2700MHz、3800MHz、5470MHz和5925MHz频率下测得的辐射图案(方位角平面、φ零度平面和φ九十度平面)。一般来说，图46至53示出了原型天线组件100在范围从698兆赫(MHz)到5925MHz的这些频率上具有良好的全向辐射图案。

如本文所述，良好的地面接触对全向模式和VSWR性能都很重要。原型样品对不良的地面接触很敏感。因此，用很大的力拧紧连接器螺母，以确保良好的接地。用两个锁紧垫圈完成VSWR测量，以帮助建立和保持与接地层的良好接地。

多种导电材料可用于单极天线元件102的天线元件A、B和C，如金属片、铍铜合金(如铍铜合金25等)、不锈钢、磷青铜、包铜钢、黄铜、蒙乃尔合金、铝、钢、镍银、其他铍铜合金等。

因此，本文公开了包括宽带单极天线的全向天线组件的示例性实施例。在示例性实施例中，天线组件包括宽带单极天线，该宽带单极天线包括冲压和折叠元件。天线组件被配置成在从大约617兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率或者从大约698兆赫(MHz)到大约7125MHz的频率下以高的全向图案一致性操作。因此，全向天线因此可以被配置为即使对于需要较低的600MHz频带的区域也提供全球蜂窝覆盖。在示例性实施例中，全向天线可以被配置成在高达4200MHz超过80％的相对高水平的平均效率下工作，在IP67和UL 94易燃性等级的紧凑形状因子中增益高达5.5dBi。

在示例性实施例中，全向天线组件可包括直接安装的螺纹螺柱和集成的N型阴连接器，其可提供防篡改安装。可以提供直接同轴连接，其确保即使在较高频率下性能也保持一致，从而避免其他安装方法的性能损失。

在示例性实施例中，可对全向天线组件进行配置(例如，优化等)，以可以以地平线以上的最佳增益操作，以实现卓越的连接性和卓越的效率水平。

在示例性实施例中，全向天线组件可配置为以统一的方位角图案操作，减少信号丢失的机会。

在示例性实施例中，全向天线组件可配置为坚固耐用的结构，具有防篡改性和高度耐用性，符合IP67级紧凑型外壳和UL 94易燃性等级。

提供示例实施例，使得本公开将是透彻的，并且将充分传达本领域技术人员的范围。阐述了许多特定细节，例如特定部件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用特定的细节，示例性实施例可以以许多不同的形式实施(例如，可以使用不同的材料等)，并且其都不应该被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，未详细描述公知的过程、公知的设备结构和公知的技术。此外，利用本公开的一个或多个示例性实施例可以实现的优点和改进仅仅是为了说明的目的而提供的，并不限制本公开的范围，因为在此公开的示例性实施例可以提供所有上述优点和改进或者不提供上述优点和改进，并且仍然落在本公开的范围内。

本文公开的特定尺寸、特定材料和/或特定形状实际上是示例，并不限制本公开的范围。这里公开的特定值和特定值的范围(例如，频率范围等)并不排除在本文公开的一个或多个示例中可能有用的其他值和值的范围。此外，可以预见的是，本文所述的特定参数的任何两个特定值可以限定适用于给定参数的值范围的端点(即，给定参数的第一值和第二值的公开可以解释为公开了第一值和第二值之间的任何值也可以用于给定参数)。类似地，可以预见，参数值的两个或多个范围的公开(无论这样的范围是嵌套的、重叠的还是不同的)包含使用公开范围的端点可能要求保护的值的所有可能的范围组合。

本文所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”也可以意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。术语“包括”、“包括”、“含有”和“具有”是包含性的，因此指定了模式特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。除非明确地标识为执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须以所讨论或示出的特定顺序执行。还应理解，可以采用附加或替代步骤。

当元件或层被称为在另一元件或层的“上面”、“接合到”、“连接”或“联接”到另一元件或层时，它可以直接位于、接合、连接或联接到另一元件或层上，可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。应当以类似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。术语“约”当应用于数值时，表示计算或测量允许该数值有一些轻微的不精确(接近该数值的精确性；近似或合理地接近该值；差不多)。如果由于某种原因,大约”所提供的不精确性在本领域中不能理解为普通含义，那么本文所用的“大约”至少表示可能由测量或使用这些参数的普通方法引起的变化。例如，术语“通常”、“约”和“基本上”在这里可以用来表示在制造公差内。

尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅可用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确指出，否则本文中使用的诸如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语并不暗示顺序或次序。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件，部件，区域，层或部分可以被称为第二元件，部件，区域，层或部分。

为了便于描述如图中所示的一个元件或特征与另一个(其它多个)元件或特征的关系，在本文中可以使用空间相对术语，例如“内部”，“外部”，“之下”，“下方”，“下部”，“上方”，“上部”等。空间相对术语除了附图中描绘的取向之外，还可以意图涵盖设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被取向为在所示其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。可以以其他方式对设备轿厢取向(旋转90度或其他取向)，并据此解释本文使用的空间相对描述语。

为了说明和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的单个元件、预期或声明的用途或特征通常不限于该特定实施例，但是在适用的情况下，即使没有具体示出或描述，它们也是可互换的，并且可以用于选定的实施例中。其同样也可以以许多方式变化。这样的变化不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。