CN210111046U - 基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基站天线，包括：辐射元件阵列，包括多个辐射元件；以及射频透镜，被定位为接收所述多个辐射元件的电磁辐射，所述射频透镜包括面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分针对所述电磁辐射分别具有各自的折射率，其中，所述多个部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中部，以及所述多个部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

Description

基站天线

技术领域

本实用新型涉及蜂窝通信***，更具体地说，涉及基站天线。

背景技术

蜂窝通信***中的每个小区拥有为了向在地理上位于给定小区内的移动用户提供双向无线/RF通信而配置的一个或多个天线。一个或多个天线可以向小区提供服务，其中，通常使用多个天线并且每个天线配置成向小区的一个扇区提供服务。典型地，这些多个扇区天线配置在一座塔上，并由每个朝向外面的天线生成的辐射波束(在本文中也被称为“天线波束”)来向各自的扇区提供服务。

图1A是常规的基站10的示意图。如图1A所示，基站10包括可以安装在凸起结构30上的天线20。在所示实施例中，凸起结构30是小天线塔，但是应当理解，可以使用多种安装位置，包括例如，电线杆、建筑物、水塔等。如图1A中进一步所示，基站10还包括基站设备，例如基带单元40和无线电设备42。为了简化附图，图1A中示出了单个基带单元40和单个无线电设备42。但是应该理解，可以提供多于一个的基带单元40和/或无线电设备42。另外，虽然无线电设备42被示为与凸起结构30的底部处的基带设备40共同定位，但是应当理解，在其他情况下，无线电设备42可以是安装在凸起结构30上的邻近天线的远程无线电头。基带单元40可以从另一个源(例如，回程网络(未示出))接收数据，并且可以处理该数据并向无线电设备42提供数据流。无线电设备42可以生成包括在其中编码的数据的RF信号以及可以放大并将这些RF信号传送到天线20，以便通过电缆连接44进行传输。还应该理解，图1A的基站10通常可以包括各种其他设备(未示出)，例如电源、备用电池、电源总线、天线接口信号组(AISG)控制器等。

通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，其中辐射元件被布置在一个或多个沿垂直方向的列中。在本文中，“垂直”是指与由地平面限定的平面垂直的方向。天线中的元件沿垂直方向布置、设置或延伸，是指当天线安装在支撑结构上以用于操作并且不存在物理倾角时，这些元件沿与由地平面限定的平面垂直的方向布置、设置或延伸。

在具有常规3扇区配置的蜂窝基站中，每个扇区天线通常具有大约65°的波束宽度(本文中当提及“波束宽度”，除非特别指明，均是指方位面(azimuth plane)半功率(-3dB)波束宽度)，如图1B所示。可替换地，基站可以具有6扇区配置，其可以用增加***容量。在6扇区蜂窝配置中，通常使用产生在方位面中指向不同方向的两个单独的天线波束的双波束天线。与3扇区配置中使用的天线相比，每个天线波束可以具有更窄的波束宽度，两个天线波束在方位面上可以指向相邻的扇区的中间。由于双波束天线覆盖两个扇区，因此三个双波束天线可以为6扇区配置基站提供全覆盖。用于双波束天线的方位面中的示例性辐射图在图1C中示出。如图1C所示，辐射图具有两个具有不同方位视轴指向的天线波束，并且每个天线波束具有约33°的较窄的波束宽度。两个天线波束覆盖具有6个扇区的小区中的2个相邻扇区。

可以在天线中配置多列辐射元件来得到具有较窄波束宽度的天线波束，例如3列或4列辐射元件。还可以使用具有射频透镜的天线来得到较窄的波束宽度。

发明内容

本实用新型的目的之一是提供适于在蜂窝通信***中使用的基站天线。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射；以及射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分针对所述电磁辐射分别具有各自的折射率，其中，所述多个部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中部，以及所述多个部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件阵列；以及射频透镜，被定位为接收所述辐射元件阵列中每个辐射元件的电磁辐射，所述射频透镜具有面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述射频透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述射频透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述射频透镜的宽度方向的相对侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数和所述第三介电常数两者。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种基站天线，包括：一个或多个辐射元件的线性阵列，被配置为发射电磁辐射；以及射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括与所述辐射元件的线性阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置成使得所述多个条状部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中间，以及所述多个条状部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个条状部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

根据本实用新型的第四方面，提供了一种基站天线，包括：第一辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第一波束；第二辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第二波束；第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；第一射频会聚透镜，被定位为接收所述第一辐射元件阵列的电磁辐射；以及第二射频会聚透镜，被定位为接收所述第二辐射元件阵列的电磁辐射，其中所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束在水平方向具有不同的指向。

根据本实用新型的第五方面，提供了一种基站天线，包括：第一辐射元件阵列，被配置为工作在第一频带并发射电磁辐射以产生第一波束；第二辐射元件阵列，被配置为工作在所述第一频带并发射电磁辐射以产生第二波束；第三辐射元件阵列，被配置为工作在不同于所述第一频带的第二频带；第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；以及第三背板，所述第三辐射元件阵列被设置于所述第三背板的外侧表面上，其中，所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束具有不同的指向；并且所述第三背板被定位在所述第一和第二背板之间。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：

图1A是示意性地示出蜂窝通信***中常规的基站的简化示意图。

图1B是示意性示出常规的3扇区蜂窝配置中的每个扇区天线的方位面中的信号辐射图。

图1C是示意性示出常规的6扇区蜂窝配置中的每个双波束天线的方位面中的信号辐射图。

图2A是示意性地示出根据本实用新型一个实施例的基站天线的高度简化的水平截面图。

图2B是示意性地示出图2A中的基站天线中的背板夹角的示意图。

图3A是示意性地示出图2A中的基站天线中的一个射频透镜的透视图，其中示出了射频透镜所包括的多个部分。

图3B是示意性地示出图3A中的射频透镜所包括的多个部分的电厚度的示意图。

图4A至4D是分别示意性地示出根据本实用新型一些实施例的基站天线中的射频透镜的高度简化的水平截面图。

图5是示意性地示出根据本实用新型又一个实施例的基站天线的中的射频透镜的平面图，其中示出了射频透镜所包括的多个部分。

图6和7是分别示意性地示出根据本实用新型又一些实施例的基站天线的高度简化的水平截面图，其中天线罩被移除。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本实用新型并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

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，本文中的用语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本实用新型。本文使用的所有术语(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。

在本文中，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。在本文中，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。

在本文中，可能提及了被“耦接”在一起的元件或节点或特征。除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

在本文中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用语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，空间关系用语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。

在本文中，用语“A或B”包括“A和B”以及“A或B”，而不是排他地仅包括“A”或者仅包括“B”，除非另有特别说明。

在本文中，用语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本实用新型不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

在本文中，用语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。用语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本文中，当描述基站天线的长度、宽度和厚度时，其参考坐标系为图2A中所示出的x’y’z’直角坐标系。其中，x’轴的方向为宽度方向，y’轴的方向为长度方向，z’轴的方向为厚度方向。此外，y’轴的方向还被描述为垂直方向，x’z’所确定的平面被描述为水平方向，z’轴的正方向被描述为基站天线的外侧方向。当描述透镜131、背板121以及辐射元件阵列111的长度、宽度和厚度时，其参考坐标系为图2A中所示出的xyz直角坐标系。其中，x轴的方向为这些组件的宽度方向，y轴的方向为长度方向，z轴的方向为厚度方向。此外，z轴的正方向和负方向还分别被描述为透镜131、背板121以及辐射元件阵列111的外侧方向和内侧方向。应当理解，描述图2A中的透镜132、背板122以及辐射元件阵列112的长度、宽度和厚度时使用的参考坐标系，为与xyz直角坐标系关于y’z’所确定的平面对称的直角坐标系(未示出)。

根据本实用新型的实施例，提供了一种包括射频透镜的基站天线。射频透镜被定位为接收辐射元件阵列的电磁辐射。射频透镜包括面向辐射元件阵列的第一表面和与第一表面相对的第二表面。射频透镜被划分为分别从第一表面延伸到第二表面的多个部分，多个部分针对电磁辐射分别具有各自的折射率。多个部分沿射频透镜的宽度方向从射频透镜的中间到两侧中的至少一侧被布置，以使得从射频透镜的中间到两侧中的至少一侧，射频透镜具有减小的折射率。由于这种配置，来自辐射元件的电磁辐射从射频透镜的第一表面的某处进入射频透镜之后，不是沿着直线行进，而是向着具有更大折射率的射频透镜的中部偏折。从而，即使该射频透镜不具有向外弯曲的表面，而是具有例如平板形状，也可以对来自辐射元件的电磁辐射具有会聚作用。相比于具有球状透镜、半球状透镜、具有球形截面或半球形截面的柱状透镜的基站天线，根据本实用新型实施例的基站天线能够允许射频透镜的厚度的减小，这有利于减小基站天线的尺寸以及改善散热。

根据本实用新型实施例的基站天线中包括的射频透镜的多个部分分别从第一表面延伸到第二表面，这有利于透镜的制造。例如，可以分别制造具有各自折射率的多个部分，然后将这些部分结合(例如高温压合、粘合等)在一起来形成该射频透镜。

在一些实施例中，该射频透镜可以被形成为容置辐射元件阵列的天线罩的至少一部分。这有利于简化基站天线的结构，减小基站天线的尺寸，并有利于天线的组装。

在一些实施例中，射频透镜可以包括电介质材料，多个部分分别包括具有相应介电常数的电介质材料，从而使得多个部分分别具有相应的折射率。可以通过在具有较低介电常数的电介质材料中掺入具有较高介电常数的电介质材料(或相反的处理)，例如在氟代聚乙烯(PDFE)中掺入玻璃或陶瓷等，来实现电介质材料的介电常数的逐渐改变。

根据本实用新型的实施例，还提供了一种包括射频透镜的双波束基站天线。用于分别产生第一和第二波束的第一和第二辐射元件阵列分别被安装在第一和第二背板上，第一背板的外侧表面与第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度。该天线还包括第一和第二射频会聚透镜，分别被定位为接收第一和第二辐射元件阵列的电磁辐射。本文所称的“射频会聚透镜”，是指对电磁辐射具有会聚作用的射频透镜。

相比于不包括射频透镜的双波束基站天线，在产生同样波束宽度(例如33°的波束宽度)的波束的情况下，根据本实用新型实施例的基站天线可以允许第一和第二辐射元件阵列包括较少列数的辐射元件阵列。例如，不包括射频透镜的双波束基站天线要达到每个波束33°的波束宽度，每个辐射元件阵列需要包括3列或4列辐射元件。而包括射频透镜的双波束基站天线要达到每个波束33°的波束宽度，每个辐射元件阵列包括1列或2列辐射元件即可。这有利于减小双波束基站天线的尺寸，还有利于简化馈电网络。

由于第一背板的外侧表面与第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，使得第一辐射元件阵列产生的天线波束的指向远离第二辐射元件阵列，并且第二辐射元件阵列产生的天线波束的指向远离第一辐射元件阵列，因此可以降低第一和第二辐射元件阵列的电磁辐射之间的互相影响。而第一和第二射频会聚透镜的应用使得第一和第二波束更加向各自的最大辐射方向会聚，这有利于进一步降低第一和第二辐射元件阵列的电磁辐射之间的互相影响。

根据本实用新型的实施例，还提供了一种多频带基站天线。工作于第一频带的第一和第二辐射元件阵列分别被安装在第一和第二背板上，第一背板的外侧表面与第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度。工作于第二频带的第三辐射元件阵列被安装在第三背板上，第三背板被定位在第一和第二背板之间，从而使得第三辐射元件阵列产生的第三波束在方位面上位于第一和第二波束之间。这降低了第一至第三辐射元件阵列的电磁辐射之间的互相影响。

在一些实施例中，多频带基站天线还包括第一和第二射频会聚透镜，被定位为分别接收第一和第二辐射元件阵列中每个辐射元件的电磁辐射。射频会聚透镜的使用能够允许减小第一和第二辐射元件阵列的尺寸，例如，允许阵列中包括更少列的辐射元件，其节省的基站天线内的空间可以为第三辐射元件阵列提供空间。甚至在第三辐射元件阵列工作的第二频带的频率低于第一和第二辐射元件阵列工作的第一频带的情况下，即第三辐射元件阵列中的辐射元件具有较大的尺寸，由于使用射频会聚透镜所节省的空间也可以允许布置第三辐射元件阵列。

图2A和2B示意性地示出根据本实用新型一个实施例的基站天线的结构。根据本实用新型一个实施例的基站天线包括三个辐射元件阵列111至113，分别安装在背板121至123上。辐射元件阵列111包括两列辐射元件，其中每列辐射元件包括沿垂直方向定位的多个辐射元件114。辐射元件阵列111被配置为工作在第一频带(例如可以是1695～2690MHz频带、3300-3800MHz频带和/或5100～5800MHz频带)并产生具有第一方位角指向的第一波束(即，天线波束的最大辐射朝着方位面中的第一角度指向)。辐射元件阵列112包括两列辐射元件，其中每列辐射元件包括沿垂直方向定位的多个辐射元件114。辐射元件阵列112被配置为工作在与辐射元件阵列111相同的第一频带，并产生具有第二方位角指向的第二波束。辐射元件阵列113包括一列辐射元件，这一列辐射元件包括沿垂直方向定位的多个辐射元件115。辐射元件阵列113被配置为工作在第二频带(例如可以是694～960MHz频带)。在所描绘的实施例中，第二频带低于第一频带，从而辐射元件115具有比辐射元件114更大的尺寸。

在所描绘的实施例中，辐射元件阵列111和112中的每个阵列包括两列辐射元件。然而应当理解，每个辐射元件阵列111和112可以包括其他数量的辐射元件的列，以及每列辐射元件所包括的辐射元件的个数可以根据需要来设计(例如，基于期望的仰角波束宽度)。在所描绘的实施例中，辐射元件阵列113中的辐射元件115的工作频带低于辐射元件阵列111和112中的辐射元件114的工作频带。然而应当理解，在其他实施例中，辐射元件阵列113中的辐射元件115的工作频带可以高于或相同于辐射元件阵列111和112中的辐射元件114的工作频带。每个辐射元件阵列111、112和113可以使用任何适当设计的辐射元件，包括例如偶极子、交叉偶极子、和/或贴片(patch)辐射元件等。

辐射元件可以从安装其的背板121至123向外延伸。背板121至123可以是基站天线的反射器组件的一部分，例如，可以用作安装在其上的辐射元件的反射器和接地平面。每个辐射元件阵列111至113安装在背板121至123中的相应的一个上，并且当基站天线被安装以供使用时，可以相对于地平线垂直定向。

背板121和122被定位为使得背板121的外侧表面与背板122的外侧表面之间的夹角大于180度。应当理解，由于背板为具有物理厚度的实体，背板的外侧表面之间的夹角指的是不穿过背板厚度的夹角。例如，如图2B所示，背板121的外侧表面与背板122的外侧表面之间的夹角，指的是夹角α，而不是夹角β。夹角α大于180度，使得辐射元件阵列111所产生的波束在方位面上的最大辐射方向(例如图2B所示的A方向)为远离辐射元件阵列112的方向，并且辐射元件阵列112所产生的波束在方位面上的最大辐射方向(例如图2B所示的B方向)为远离辐射元件阵列111的方向，从而可以降低辐射元件阵列111和112发射的电磁辐射之间的互相影响。

背板123被定位在背板121和122之间。背板123沿宽度方向的相对侧分别包括第一垂直侧部123-1和第二垂直侧部123-2。在所描绘的实施例中，第一垂直侧部123-1与背板121的相应的侧部机械连接，第二垂直侧部123-2与背板122的相应的侧部机械连接。背板123所在的平面基本平行于基站天线的宽度方向，背板121的外侧表面与背板123的外侧表面之间的夹角等于背板122的外侧表面与背板123的外侧表面之间的夹角。如此，辐射元件阵列113所产生的波束在方位面上的最大辐射方向，位于辐射元件阵列111所产生的波束和辐射元件阵列112所产生的波束的大约中间。

基站天线还包括射频透镜131和132。射频透镜131被定位为接收辐射元件阵列111的电磁辐射，射频透镜132被定位为接收辐射元件阵列112的电磁辐射。射频透镜131和132分别使得相应的辐射元件阵列111和112所产生的电磁辐射更加向阵列111和112的各自的最大辐射方向会聚。为保证完全接收相应的辐射元件阵列111和112的电磁辐射，射频透镜131和132可以被构造为长度(当其上和/或下边缘不平整时可以是其最大长度)大于或等于相应的辐射元件阵列111和112的长度。在一些实施例中，射频透镜131和/或132可以包括沿垂直方向布置的多个射频透镜，多个射频透镜的总长度大于或等于辐射元件阵列111或112的长度。此外，射频透镜131和132的宽度(当其左和/或右边缘不平整时可以是其最大宽度)大于或等于相应的辐射元件阵列111和112的宽度。在一些实施例中，射频透镜131和132的宽度可以为其对应的辐射元件阵列111和112的宽度的1.2至1.8倍。射频透镜131和132到相应的辐射元件阵列111和112之间的距离，可以根据需要来设计。例如，可以将射频透镜131和132定位为非常靠近辐射元件阵列111和112，例如使得辐射元件阵列111和112中的辐射元件114的最前部接触(或几乎接触)射频透镜131和132的内表面。又例如，可以将射频透镜131和132定位为与辐射元件阵列111和112保持一定的距离，例如使得辐射元件阵列111和112中的辐射元件114的最前部到对应的射频透镜131和132的表面的距离在50mm至150mm之间。

射频透镜131和132中的每个包括面向相应的辐射元件阵列111和112的第一表面(例如射频透镜131的表面131-1)和与第一表面相对的第二表面(例如射频透镜131的表面131-2)。在所描绘的实施例中，第一表面和第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。应当理解，射频透镜131和132可以是具有其他形状的能够会聚电磁辐射的透镜。例如，射频透镜131和132可以是球状透镜、半球状透镜、或柱状透镜等。射频透镜131和132可以是具有基本均匀的折射率(本文所称的折射率均是指针对所接收的电磁辐射的折射率)的透镜，也可以是具有变化的折射率的透镜。此外，应当理解，射频透镜131和132也可以具有彼此不同的形状和特性。

图3A是示意性地示出了射频透镜131。射频透镜131被划分为分别从表面131-1延伸到表面131-2的多个部分11至14，多个部分11至14分别具有各自的针对射频透镜131所接收的电磁辐射的折射率n1至n4。多个部分11至14沿射频透镜131的宽度方向从透镜的中间到两侧131-3和131-4被布置，以使得从射频透镜131的中间到两侧131-3和131-4，射频透镜131针对所接收的电磁辐射具有阶梯式减小的折射率。在所描绘的实施例中，多个部分11至14的物理厚度相等并且折射率n1>n2>n3>n4，以使得多个部分11至14的电厚度h1>h2>h3>h4，如图3B所示。射频透镜的部分的“电厚度”是指电磁辐射在真空中传播的距离其是由电磁辐射在传播媒介中传播的距离换算成的，在数值上等于传播媒介的物理厚度与该传播媒介的折射率的乘积。可见，射频透镜131基本可以等效为一个折射率均匀的阶梯式的凸透镜，因此射频透镜131对其接收的电磁辐射具有会聚效果。具有类似的折射率分布的射频透镜，即使其物理厚度不是如同常规的凸透镜那样从中间向两侧逐渐变小，或者即便从中间向两侧的物理厚度增大，这样的射频透镜仍然可以对电磁辐射具有会聚作用。在所描绘的实施例中，射频透镜131从中间向两侧131-3和131-4的物理厚度不变。射频透镜131的各部分的厚度以及折射率可以根据需要的会聚强度来设计，例如，各部分11至14的厚度可以在10mm至50mm之间。

在图3A所描绘的实施例中，从射频透镜131的中间到侧部131-3和从中间到侧部131-4，射频透镜具有对称的折射率的分布。应当理解，在其他实施例中，从射频透镜的中间到其两侧，射频透镜也可以具有不同的折射率的分布。多个部分11至14的折射率n1至n4在示例性实施例中可以呈线性、呈抛物线型、或呈双曲线型等阶梯式地减小。也可以在折射率n1至n4中有两个或更多个相邻的折射率相同。在所描绘的实施例中，从射频透镜131的中间到其相对侧131-3和131-4，射频透镜被划分为四个部分11至14。应当理解，在其他实施例中，射频透镜可以被划分为更多或更少个部分，例如，2～10个部分。

在所描绘的实施例中，相应的射频透镜131和132的第一表面和第二表面131-1、131-2以及132-1、132-2为基本互相平行的基本平坦的表面，以使得射频透镜131和132为平板状。应当理解，射频透镜131和/或132还可以具有其他的形状。图4A至4D示出了根据本实用新型其他示例性实施例的射频透镜的的截面形状。如图4A所示，射频透镜20的表面20-1(可以是面向辐射元件阵列的表面或者与之相对的表面)为基本平的表面，相对的表面20-2为向外弯曲的表面，以使得射频透镜20即使具有基本均匀的折射率也可以对其接收的电磁辐射进行会聚。从射频透镜20的中间到其两侧中的每一侧，射频透镜20被划分为分别从表面20-1延伸到表面20-2的四个部分21至24，每个部分具有各自的折射率，并且从部分21至部分24，折射率逐渐减小。如此，从射频透镜20的中间到两侧，射频透镜20不但具有减小的折射率，还具有减小的厚度，这有利于提高对电磁辐射的会聚效果。如图4B所示，射频透镜30的表面30-1和30-2均为向外弯曲的表面。从射频透镜30的中间到其两侧中的每一侧，射频透镜30被划分为分别从表面30-1延伸到表面30-2的三个部分31至33，每个部分具有各自的折射率，并且从部分31至部分33，折射率逐渐减小。如图4C所示，射频透镜40的表面40-1(可以是面向辐射元件阵列的表面或者与之相对的表面)为基本平的表面，相对的表面40-2的中部为基本平的表面、两个边部为逐渐向表面40-1倾斜的斜面。从射频透镜40的中间到其两侧中的每一侧，射频透镜40被划分为分别从表面40-1延伸到表面40-2的两个部分41至42，并且部分41的折射率大于部分42的折射率。如图4D所示，射频透镜50的表面50-1(可以是面向辐射元件阵列的表面或者与之相对的表面)和相对的表面50-2均为向外弯曲的表面，以使得射频透镜50的整体向外弯曲。从射频透镜50的中间到其两侧中的每一侧，射频透镜50被划分为分别从表面50-1延伸到表面50-2的八个部分51至58，每个部分具有各自的折射率，并且从部分51至部分58，折射率逐渐减小。从部分51至部分58的厚度，可以是基本不变的、逐渐减小的、逐渐增大的、不仅以一个趋势改变的、或者无规律变化的等。

在一些实施例中，射频透镜131和132中的至少一个被形成为天线罩141的至少一部分，其中线罩141被配置为容置辐射元件阵列111至113。被形成为天线罩141的至少一部分的透镜例如可以具有如图4D所示的截面或具有其他任何合适配置的截面。射频透镜形成为天线罩的一部分，可以简化天线的结构，使得天线的组装更方便，还能减小天线的尺寸以及改善散热。

在图3A和4A至4D所描绘的实施例中，多个部分(例如图3A的射频透镜131的部分11至14)沿垂直方向分别从射频透镜131的上端延伸至下端，即贯穿整个射频透镜131的长度。应当理解，射频透镜所包括的多个部分可以不贯穿整个射频透镜的长度。图5所示为根据本实用新型实施例的射频透镜60的平面图。射频透镜60在其长度方向(垂直方向)上被划分为三个区段60-1至60-3。区段60-1被划分为七个部分71至77，从射频透镜60的中间到侧部60-4依次布置有折射率逐渐减小的部分71至73(其中部分71具有最高的折射率)，从中间到侧部60-5依次布置有折射率逐渐减小的部分71、74至77(其中部分71具有最高的折射率)。区段60-2被划分为七个部分61至67，从射频透镜60的中间到侧部60-4依次布置有折射率逐渐减小的部分61至64(其中部分61具有最高的折射率)，从中间到侧部60-5依次布置有折射率逐渐减小的部分61、65至67(其中部分61具有最高的折射率)。区段60-3被划分为七个部分81至87，从射频透镜60的中间到侧部60-4依次布置有折射率逐渐减小的部分81至85(其中部分81具有最高的折射率)，从中间到侧部60-5依次布置有折射率逐渐减小的部分81、86、87(其中部分81具有最高的折射率)。其中的各个部分71至77、61至67、和81至87，均没有贯穿整个射频透镜60的长度，即不是从射频透镜60的上端延伸至下端。

在图3A所描绘的实施例中，从射频透镜131的中间到侧部131-3与从中间到侧部131-4，射频透镜131具有对称的折射率的分布。折射率的分布包括射频透镜的各个部分的折射率的值，以及各个部分的形状、尺寸(包括长度、宽度、厚度等)及其在射频透镜中的位置。应当理解，从射频透镜的中间到两侧中的第一侧的折射率的分布可以不同于从中间到两侧中的第二侧的折射率的分布。例如，如图5所示，从射频透镜60的中间到侧部60-4的折射率的分布不同于从中间到侧部60-5的折射率的分布。

在图3A所描绘的实施例中，多个部分11至14中的更靠近射频透镜131的中间的部分的宽度大于或等于更靠近侧部131-3或131-4的部分的宽度，从而使得具有较大折射率的部分的宽度大于或等于相邻的具有较小折射率的部分的宽度。例如，在一个实施例中，从射频透镜131的中间到相对侧131-3或131-4，多个部分11至14的宽度逐渐减小。如此，来自辐射元件114的电磁辐射从射频透镜131的表面131-1的某处进入射频透镜之后，在射频透镜131内部向着具有更大折射率的射频透镜131的中部偏折的行进过程，经过的具有较大折射率的路程大于经过的具有较小折射率的路程。相比于具有较大折射率的部分的宽度等于或小于具有较小折射率的部分的宽度的配置，上述这种配置在达到相同会聚效果的条件下能够减小射频透镜的厚度，在使用相同厚度的射频透镜的条件下能够得到更强的汇聚效果。

在一些实施例中，射频透镜包括电介质材料。射频透镜所包括的多个部分分别包括具有相应介电常数的电介质材料，从而使得多个部分分别具有相应的折射率。

在图2A所描绘的实施例中，由于辐射元件阵列113所工作的第二频带低于辐射元件阵列111和112所工作的第一频带，因此，辐射元件阵列113中的辐射元件115具有比辐射元件阵列111和112中的辐射元件114更大的尺寸。辐射元件阵列113中的辐射元件115的辐射臂到背板123的外侧表面的距离大于射频透镜131和132的表面131-1和132-1到相应的背板121和122的外侧表面的距离。这种配置可以避免射频透镜131和132接收辐射元件阵列113的电磁辐射(即使在辐射元件阵列111、112和辐射元件阵列113之间排列比较紧密的情况下)。在一些实施例中，射频透镜131和132中的至少一个被形成为天线罩141的至少一部分。这些情况下可以通过将辐射元件阵列111和射频透镜131、以及辐射元件阵列112和射频透镜132分别布置得更靠近天线的两侧，来避免射频透镜131和132接收辐射元件阵列113的电磁辐射。

此外，基站天线还可以包括图2A和2B中未示出的其他常规组件，例如安装在其内的多个电路元件。这些电路元件和其他结构可以包括例如用于一个或多个线性阵列(本文中当提及“线性阵列”，是指沿垂直方向定向的一列辐射元件或者沿水平方向定向的一行辐射元件)的移相器、用于机械调节移相器的远程电子倾斜(RET)致动器、一个或多个控制器、电缆连接、RF传输线等。还可以提供安装支架(未示出)，用于将基站天线安装到另一个结构，例如天线塔或电线杆。

图6示意性地示出了根据本实用新型又一实施例的基站天线。该基站天线包括沿垂直方向延伸的背板221和222、分别安装在背板221和222上的辐射元件211的第一和第二辐射元件阵列、以及被定位为分别接收第一和第二辐射元件阵列的电磁辐射的射频透镜231和232。第一辐射元件阵列被配置为发射电磁辐射以产生第一波束，第二辐射元件阵列被配置为发射电磁辐射以产生与第一波束具有不同指向的第二波束。每个辐射元件阵列包括多个辐射元件211。虽然图6示意性地示出每个辐射元件阵列包括单独的一列辐射元件，应当理解，每个辐射元件阵列可以包括多于一列的辐射元件。背板221的外侧表面与背板222的外侧表面之间的夹角大于180度。应当理解，射频透镜231和232可以具有以上描述的任何一种射频透镜的结构。此外，该基站天线还可以包括图6中未示出的其他常规组件。

图7示意性地示出了根据本实用新型又一实施例的基站天线。该基站天线包括平板状的背板321、安装在背板321上的辐射元件311的辐射元件阵列、以及被定位为接收辐射元件阵列的电磁辐射的射频透镜331。辐射元件阵列包括多个辐射元件311。虽然图7示意性地示出辐射元件阵列包括两列辐射元件311，应当理解，辐射元件阵列可以包括更少或更多列的辐射元件311。应当理解，射频透镜331可以具有以上描述的任何一种射频透镜的结构。此外，该基站天线还可以包括图7中未示出的其他常规组件，例如天线罩、反射器组件以及安装在其内的多个电路元件和其他结构、安装支架等。

根据本实用新型其他实施例的基站天线的辐射元件阵列中，一列辐射元件可以不沿直线布置，例如在沿水平方向上可以被交错地布置(stagger)。根据本实用新型其他实施例的基站天线中的背板，并不限定只能为平板状、呈V字形、或如上所述的具有扁平顶点的V字形被布置。一个或多个背板还可以呈筒状被布置，例如具有三角形水平截面、具有矩形水平截面、或具有其他多边形水平截面的筒状。

本文主要针对基站天线在发射模式(其中辐射元件阵列发射电磁辐射)中的操作描述了实施例。应当理解，根据本实用新型实施例的基站天线可以在发射模式和/或接收模式(其中辐射元件阵列接收电磁辐射)下进行操作。当天线在接收模式下操作时，本文描述的射频透镜同样可以对电磁辐射进行会聚，以便针对辐射元件阵列接收的电磁辐射来收窄天线波束的波束宽度。

另外，本实用新型的实施方式还可以包括以下示例：

1.一种基站天线，包括：

辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射；以及

射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分针对所述电磁辐射分别具有各自的折射率，

其中，所述多个部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中部，以及所述多个部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

2.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

3.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的长度大于或等于所述辐射元件阵列的长度。

4.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述基站天线包括沿垂直方向布置的多个所述射频透镜，多个所述射频透镜的总长度大于或等于所述辐射元件阵列的长度。

5.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的宽度大于或等于所述辐射元件阵列的宽度。

6.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的宽度为所述辐射元件阵列的宽度的1.2至1.8倍。

7.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的厚度为10mm至50mm。

8.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括基本平的表面。

9.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

10.根据1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间分别到相应的相对侧，所述射频透镜具有对称的所述折射率的分布。

11.根据1所述的基站天线，其特征在于，在所述射频透镜的宽度方向上，所述射频透镜的折射率在所述射频透镜的中部最高，并且朝向所述射频透镜的相对侧逐渐减小。

12.根据1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间到所述至少一侧，所述射频透镜的所述折射率呈线性、呈抛物线型、或呈双曲线型阶梯式减小。

13.根据1所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述辐射元件阵列的天线罩，所述射频透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

14.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括不多于两列辐射元件。

15.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分中的每个沿垂直方向从所述射频透镜的上端延伸到下端。

16.根据1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分中包括更靠近所述射频透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

17.根据1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

18.一种基站天线，包括：

辐射元件阵列；以及

射频透镜，被定位为接收所述辐射元件阵列中每个辐射元件的电磁辐射，所述射频透镜具有面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述射频透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述射频透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述射频透镜的宽度方向的相对侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数和所述第三介电常数两者。

19.根据18所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

20.根据18所述的基站天线，其特征在于，所述第一部分的宽度大于所述第二部分和所述第三部分的相应的宽度。

21.一种基站天线，包括：

一个或多个辐射元件的线性阵列，被配置为发射电磁辐射；以及

射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括与所述辐射元件的线性阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置成使得所述多个条状部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中间，以及所述多个条状部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个条状部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

22.一种基站天线，包括：

第一辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第一波束；

第二辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第二波束；

第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；

第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；

第一射频会聚透镜，被定位为接收所述第一辐射元件阵列的电磁辐射；以及

第二射频会聚透镜，被定位为接收所述第二辐射元件阵列的电磁辐射，

其中所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束在水平方向具有不同的指向。

23.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个具有基本均匀的介电常数。

24.根据23所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个包括球状透镜、半球状透镜、或柱状透镜。

25.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的长度大于或等于相应的辐射元件阵列的长度。

26.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的宽度大于或等于相应的辐射元件阵列的宽度。

27.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分分别具有各自的针对所述至少一个射频会聚透镜所接收的电磁辐射的折射率，

其中，所述多个部分沿所述至少一个射频透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述至少一个射频会聚透镜的中部，而所述多个部分中具有较低折射率的其它部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

28.根据27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

29.根据27所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为基本平的表面。

30.根据27所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

31.根据27所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到其两侧，所述至少一个射频会聚透镜具有对称的所述折射率的分布。

32.根据27所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述第一和第二辐射元件阵列的天线罩，所述至少一个射频会聚透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

33.根据27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分沿垂直方向分别从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端。

34.根据27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分包括更靠近所述至少一个射频会聚透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

35.根据27所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

36.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括与相应的辐射元件阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述相应的辐射元件阵列所发射的电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向被布置成使得所述多个条状部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述至少一个射频会聚透镜的中部，而所述多个条状部分中具有较低折射率的其它部分位于所述多个条状部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

37.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜具有面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述至少一个射频透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述至少一个射频会聚透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向的两侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数并且大于所述第三介电常数。

38.根据37所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

39.根据37所述的基站天线，其特征在于，所述第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度并且大于所述第三部分的宽度。

40.根据37所述的基站天线，其特征在于，所述第二介电常数基本等于所述第三介电常数。

41.根据22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二辐射元件阵列中的至少一个包括沿垂直方向定向的不多于两列辐射元件。

42.一种基站天线，包括：

第一辐射元件阵列，被配置为工作在第一频带并发射电磁辐射以产生第一波束；

第二辐射元件阵列，被配置为工作在所述第一频带并发射电磁辐射以产生第二波束；

第三辐射元件阵列，被配置为工作在不同于所述第一频带的第二频带；

第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；

第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；以及

第三背板，所述第三辐射元件阵列被设置于所述第三背板的外侧表面上，其中，

所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束具有不同的指向；并且

所述第三背板被定位在所述第一和第二背板之间。

43.根据42所述的基站天线，其特征在于，所述第三背板包括第一垂直侧部和第二垂直侧部，其中所述第一垂直侧部与所述第一背板的相应的垂直侧部机械连接以及所述第二垂直侧部与所述第二背板的相应的垂直侧部机械连接。

44.根据42所述的基站天线，还包括：

第一射频会聚透镜，被定位为接收所述第一辐射元件阵列的电磁辐射；以及

第二射频会聚透镜，被定位为接收所述第二辐射元件阵列的电磁辐射。

45.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个具有基本均匀的介电常数。

46.根据45所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个包括球状透镜、半球状透镜、或柱状透镜。

47.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的长度大于或等于相应的辐射元件阵列的长度。

48.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的宽度大于或等于相应的第一至第三辐射元件阵列中的一个阵列的宽度。

49.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分分别具有各自的针对所述至少一个射频会聚透镜所接收的电磁辐射的折射率，

其中，所述多个部分沿所述至少一个射频透镜的宽度方向从所述至少一个射频会聚透镜的中间到至少一侧被布置，以使得所述至少一个射频会聚透镜的折射率在该射频透镜的中部最高，并且朝向该射频透镜的相对侧逐渐减小。

50.根据49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

51.根据49所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为基本平的表面。

52.根据49所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

53.根据49所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到其两侧，所述至少一个射频会聚透镜具有对称的所述折射率的分布。

54.根据49所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述第一至第三辐射元件阵列的天线罩，所述至少一个射频会聚透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

55.根据49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分沿垂直方向分别从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端。

56.根据49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分包括更靠近所述至少一个射频会聚透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

57.根据49所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

58.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括与相应的辐射元件阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述相应的辐射元件阵列所发射的电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向被布置成使得所述折射率从所述至少一个射频会聚透镜的中间向两侧逐渐减小。

59.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜具有面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述至少一个射频透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述至少一个射频会聚透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述至少一个射频会聚透镜宽度方向的两侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数并且大于所述第三介电常数。

60.根据59所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

61.根据59所述的基站天线，其特征在于，第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度并且大于所述第三部分的宽度。

62.根据59所述的基站天线，其特征在于，所述第二介电常数基本等于所述第三介电常数。

63.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第二频带低于所述第一频带，所述第三辐射元件阵列中的每个辐射元件的辐射臂与所述第三背板之间的距离大于所述第一射频会聚透镜与所述第一背板之间的距离和/或大于所述第二射频会聚透镜与所述第二背板之间的距离。

64.根据44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二辐射元件阵列中的至少一个包括沿垂直方向定位的不多于两列的工作在所述第一频带的第一辐射元件，所述第三辐射元件阵列包括沿垂直方向定位的仅一列的工作在所述第二频带的第二辐射元件。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本实用新型的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本实用新型的范围和精神。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (64)

1.一种基站天线，包括：

辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射；以及

射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分针对所述电磁辐射分别具有各自的折射率，

其中，所述多个部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中部，以及所述多个部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的长度大于或等于所述辐射元件阵列的长度。

4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述基站天线包括沿垂直方向布置的多个所述射频透镜，多个所述射频透镜的总长度大于或等于所述辐射元件阵列的长度。

5.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的宽度大于或等于所述辐射元件阵列的宽度。

6.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的宽度为所述辐射元件阵列的宽度的1.2至1.8倍。

7.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述射频透镜的厚度为10mm至50mm。

8.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括基本平的表面。

9.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

10.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间分别到相应的相对侧，所述射频透镜具有对称的所述折射率的分布。

11.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，在所述射频透镜的宽度方向上，所述射频透镜的折射率在所述射频透镜的中部最高，并且朝向所述射频透镜的相对侧逐渐减小。

12.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间到所述至少一侧，所述射频透镜的所述折射率呈线性、呈抛物线型、或呈双曲线型阶梯式减小。

13.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述辐射元件阵列的天线罩，所述射频透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

14.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括不多于两列辐射元件。

15.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分中的每个沿垂直方向从所述射频透镜的上端延伸到下端。

16.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分中包括更靠近所述射频透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

17.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，从所述射频透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

18.一种基站天线，包括：

辐射元件阵列；以及

射频透镜，被定位为接收所述辐射元件阵列中每个辐射元件的电磁辐射，所述射频透镜具有面向所述辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述射频透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述射频透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述射频透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述射频透镜的宽度方向的相对侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数和所述第三介电常数两者。

19.根据权利要求18所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

20.根据权利要求18所述的基站天线，其特征在于，所述第一部分的宽度大于所述第二部分和所述第三部分的相应的宽度。

21.一种基站天线，包括：

一个或多个辐射元件的线性阵列，被配置为发射电磁辐射；以及

射频透镜，被定位为接收所述电磁辐射，所述射频透镜包括与所述辐射元件的线性阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述射频透镜的宽度方向被布置成使得所述多个条状部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述射频透镜的中间，以及所述多个条状部分中具有较低折射率的其他部分位于所述多个条状部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

22.一种基站天线，包括：

第一辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第一波束；

第二辐射元件阵列，被配置为发射电磁辐射以产生第二波束；

第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；

第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；

第一射频会聚透镜，被定位为接收所述第一辐射元件阵列的电磁辐射；以及

第二射频会聚透镜，被定位为接收所述第二辐射元件阵列的电磁辐射，

其中所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束在水平方向具有不同的指向。

23.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个具有基本均匀的介电常数。

24.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个包括球状透镜、半球状透镜、或柱状透镜。

25.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的长度大于或等于相应的辐射元件阵列的长度。

26.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的宽度大于或等于相应的辐射元件阵列的宽度。

27.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分分别具有各自的针对所述至少一个射频会聚透镜所接收的电磁辐射的折射率，

其中，所述多个部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向被布置，以使得所述多个部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述至少一个射频会聚透镜的中部，而所述多个部分中具有较低折射率的其它部分位于所述多个部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

28.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

29.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为基本平的表面。

30.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

31.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到其两侧，所述至少一个射频会聚透镜具有对称的所述折射率的分布。

32.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述第一和第二辐射元件阵列的天线罩，所述至少一个射频会聚透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

33.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分沿垂直方向分别从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端。

34.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分包括更靠近所述至少一个射频会聚透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

35.根据权利要求27所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

36.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括与相应的辐射元件阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述相应的辐射元件阵列所发射的电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向被布置成使得所述多个条状部分中具有最高折射率的第一个部分位于所述至少一个射频会聚透镜的中部，而所述多个条状部分中具有较低折射率的其它部分位于所述多个条状部分中的第一个部分的两侧中的至少一侧。

37.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜具有面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述至少一个射频会聚透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向的两侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数并且大于所述第三介电常数。

38.根据权利要求37所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

39.根据权利要求37所述的基站天线，其特征在于，所述第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度并且大于所述第三部分的宽度。

40.根据权利要求37所述的基站天线，其特征在于，所述第二介电常数基本等于所述第三介电常数。

41.根据权利要求22所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二辐射元件阵列中的至少一个包括沿垂直方向定向的不多于两列辐射元件。

42.一种基站天线，包括：

第一辐射元件阵列，被配置为工作在第一频带并发射电磁辐射以产生第一波束；

第二辐射元件阵列，被配置为工作在所述第一频带并发射电磁辐射以产生第二波束；

第三辐射元件阵列，被配置为工作在不同于所述第一频带的第二频带；

第一背板，所述第一辐射元件阵列被设置于所述第一背板的外侧表面上；

第二背板，所述第二辐射元件阵列被设置于所述第二背板的外侧表面上；以及

第三背板，所述第三辐射元件阵列被设置于所述第三背板的外侧表面上，其中，

所述第一和第二背板被定位为使得所述第一背板的外侧表面与所述第二背板的外侧表面之间的夹角大于180度，以使得所述第一波束与所述第二波束具有不同的指向；并且

所述第三背板被定位在所述第一和第二背板之间。

43.根据权利要求42所述的基站天线，其特征在于，所述第三背板包括第一垂直侧部和第二垂直侧部，其中所述第一垂直侧部与所述第一背板的相应的垂直侧部机械连接以及所述第二垂直侧部与所述第二背板的相应的垂直侧部机械连接。

44.根据权利要求42所述的基站天线，还包括：

第一射频会聚透镜，被定位为接收所述第一辐射元件阵列的电磁辐射；以及

第二射频会聚透镜，被定位为接收所述第二辐射元件阵列的电磁辐射。

45.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个具有基本均匀的介电常数。

46.根据权利要求45所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个包括球状透镜、半球状透镜、或柱状透镜。

47.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的长度大于或等于相应的辐射元件阵列的长度。

48.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个的宽度大于或等于相应的第一至第三辐射元件阵列中的一个阵列的宽度。

49.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的多个部分，所述多个部分分别具有各自的针对所述至少一个射频会聚透镜所接收的电磁辐射的折射率，

其中，所述多个部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向从所述至少一个射频会聚透镜的中间到至少一侧被布置，以使得所述至少一个射频会聚透镜的折射率在该射频会聚透镜的中部最高，并且朝向该射频会聚透镜的相对侧逐渐减小。

50.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分分别包括电介质材料。

51.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面中的至少一个为基本平的表面。

52.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面为基本互相平行的基本平坦的表面。

53.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到其两侧，所述至少一个射频会聚透镜具有对称的所述折射率的分布。

54.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，还包括容置所述第一至第三辐射元件阵列的天线罩，所述至少一个射频会聚透镜被形成为所述天线罩的至少一部分。

55.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分沿垂直方向分别从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端。

56.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，所述多个部分包括更靠近所述至少一个射频会聚透镜的中间的第一部分和更靠近所述至少一侧的第二部分，其中，所述第一部分的宽度大于或等于所述第二部分的宽度。

57.根据权利要求49所述的基站天线，其特征在于，从所述至少一个射频会聚透镜的中间到所述至少一侧，所述多个部分的宽度逐渐减小。

58.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜包括与相应的辐射元件阵列大致平行地延伸的多个条状部分，其中所述多个条状部分中的每个针对所述相应的辐射元件阵列所发射的电磁辐射具有各自的折射率，所述多个条状部分沿所述至少一个射频会聚透镜的宽度方向被布置成使得所述折射率从所述至少一个射频会聚透镜的中间向两侧逐渐减小。

59.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二射频会聚透镜中的至少一个射频会聚透镜具有面向相应的辐射元件阵列的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，

其中，所述至少一个射频会聚透镜被划分为分别从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一至第三部分，所述第一至第三部分分别沿垂直方向从所述至少一个射频会聚透镜的上端延伸到下端并分别具有第一至第三介电常数，所述第一部分基本位于所述至少一个射频会聚透镜的中央区域，所述第二和第三部分分别位于所述第一部分的沿所述至少一个射频会聚透镜宽度方向的两侧，并且其中，所述第一介电常数大于所述第二介电常数并且大于所述第三介电常数。

60.根据权利要求59所述的基站天线，其特征在于，所述第一至第三部分的厚度基本相等。

61.根据权利要求59所述的基站天线，其特征在于，第一部分的宽度大于所述第二部分的宽度并且大于所述第三部分的宽度。

62.根据权利要求59所述的基站天线，其特征在于，所述第二介电常数基本等于所述第三介电常数。

63.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第二频带低于所述第一频带，所述第三辐射元件阵列中的每个辐射元件的辐射臂与所述第三背板之间的距离大于所述第一射频会聚透镜与所述第一背板之间的距离和/或大于所述第二射频会聚透镜与所述第二背板之间的距离。

64.根据权利要求44所述的基站天线，其特征在于，所述第一和第二辐射元件阵列中的至少一个包括沿垂直方向定位的不多于两列的工作在所述第一频带的第一辐射元件，所述第三辐射元件阵列包括沿垂直方向定位的仅一列的工作在所述第二频带的第二辐射元件。

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