CN103151604B - 天线单元和天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线单元和天线。所述天线单元包括：环形缝隙天线部件，所述环形缝隙天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘；和振子天线部件，所述振子天线部件与所述环形缝隙天线部件耦合。根据本发明的天线单元集成了环状天线部件、缝隙天线部件和振子天线部件，并且体积小，波束控制容易实现，天线效率提高，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线的要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种天线单元和天线。
背景技术
随着现代LTE、3G等通信技术的发展，对天线性能的要求越来越高，例如要求宽频带，能够同时涵盖2G、3G和4G的工作频率，同时具有较高的增益，天线的辐射方向图也需要有效控制。美国专利US6259416B1公开了一种缝隙环状结构结合的天线，该天线具有相对较高的增益和相对较宽的频带特性，但是，该天线不能有效、自由地控制纵向的辐射且横向波束也无法调节，能量利用率低，例如无法满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种波束可控的、宽频带、高增益的天线单元。
本发明的另一个目的在于提出一种天线。
根据本发明第一方面实施例的天线单元，包括：环形缝隙天线部件，所述环形缝隙天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘；和振子天线部件，所述振子天线部件与所述环形缝隙天线部件耦合。
根据本发明实施例的天线单元集成了环状天线部件、缝隙天线部件和振子天线部件，并且体积小，波束控制容易实现，天线效率提高，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。
另外，根据本发明上述实施例的天线还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述环形缝隙天线部件为圆形。
可选地，所述振子天线部件与所述环形缝隙天线部件相切。
可选地，所述振子天线部件包括第一段和第二段，所述第一段的一端和所述第二段的一端分别与所述环形缝隙天线部件相连。
根据本发明的一个实施例，所述环形缝隙天线部件为多边形。
可选地，所述环形缝隙天线部件为矩形。
根据本发明的一个实施例，所述环形缝隙天线部件的外周缘为曲线。
根据本发明的一个实施例，所述振子天线部件为杆状或片状，且所述环形缝隙天线部件为板状。
根据本发明的一个实施例，所述缝隙为矩形、椭圆形或三角形。
根据本发明第二方面实施例的一种天线，包括：第一和第二环形缝隙天线部件，所述第一和第二环形缝隙天线部件中的每一个环形缝隙天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘；和振子天线部件，所述振子天线部件与所述第一和第二环形缝隙天线部件耦合，且所述第一和第二环形缝隙天线部件相对于所述振子天线部件的纵轴线彼此对称。
根据本发明实施例的天线，通过设置第一和第二环形缝隙天线部件，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线的要求。另外，还可使得天线具有类似于蝴蝶、蜻蜓等的形状，由此也可以称为具有仿生外形的宽频带高增益天线。
所述第一环形缝隙天线部件相对于所述第二环形缝隙天线部件绕所述纵轴线可转动。由此可调整第一环形缝隙天线部件和第二环形缝隙天线部件的开合度，从而实现天线的波束离合控制，调整天线辐射范围。
根据本发明实施例的天线，可通过改变第一和第二环形缝隙天线部件以及振子天线部件的结构、形状、尺寸以及相对位置，由此可使本发明的天线的纵向波束自由可控，实现宽频带、高增益。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的天线单元的示意图，其中环形缝隙天线部件为圆形且振子天线部件与环形缝隙天线部件的一侧相切；
图2-图4是根据本发明一些实施例的天线单元的示意图，环形缝隙天线部件为圆形，且振子天线部件的第一段和第二段分别与环形缝隙天线部件相连；
图5是根据本发明再一个实施例的天线单元的示意图，其中环形缝隙天线部件为圆形且振子天线部件与环形缝隙天线部件的另一侧相切；
图6是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图，其中环形缝隙天线部件为矩形；
图7是根据本发明另外一个实施例的天线单元的示意图，其中环形缝隙天线部件的外周缘为曲线；
图8是根据本发明一个实施例的天线的示意图；
图9是根据本发明另一个实施例的天线的示意图；
图10是根据本发明再一个实施例的天线的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图7描述根据本发明第一方面实施例的天线单元100。
根据本发明实施例的天线单元100，包括：环形缝隙天线部件1和振子天线部件2。
如图1-图7所示，环形缝隙天线部件1具有环状结构，环状结构内具有槽缝11，环状结构具有外周缘12和由槽缝11限定出的内周缘13。振子天线部件2与环形缝隙天线部件1耦合。可选地，振子天线部件2与环形缝隙天线部件1直接相连，也就是说，通过物理连接方式进行连接。当然，振子天线部件2与环形缝隙天线部件1也可以通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行连接。
根据本发明实施例的天线单元100集成了环状天线部件、缝隙天线部件和振子天线部件，并且体积小，波束控制容易实现，天线效率提高。
如图1-图5所示，环形缝隙天线部件1为圆形。在本发明的一个可选实施例中，振子天线部件2与环形缝隙天线部件1相切，如图1和图5所示。
在本发明的另一些实施例中，如图2-图4所示，振子天线部件2包括第一段21和第二段22，第一段21的一端和第二段22的一端分别与环形缝隙天线部件1相连。
当然，本发明的环形缝隙天线部件1的形状并不仅限于圆形。在本发明的其他实施例中，环形缝隙天线部件1还可以为多边形，例如如图6所示的示例中，环形缝隙天线部件1可为矩形。或者，环形缝隙天线部件1的外周缘12还可以为曲线，如图7所示。
如图1-图7所示，振子天线部件2为杆状或片状，且环形缝隙天线部件1为板状。
可选地，缝隙为矩形、椭圆形或三角形。也就是说，第一天线部件1的内周缘13可形成为矩形、椭圆形或三角形。当然，本发明并不限于此，在本发明的其他示例中，槽缝11还可以为其他形状，例如为由两端劣弧封闭形成为梭形形状，如图8-图10所示。
下面参考图8-图10描述根据本发明第二方面实施例的天线。
根据本发明实施例的天线，包括：第一环形缝隙天线部件1a和第二环形缝隙天线部件1b，以及振子天线部件2。
第一和第二环形缝隙天线部件中的每一个环形缝隙天线部件1具有环状结构，环状结构内具有槽缝11，环状结构具有外周缘12和由槽缝11限定出的内周缘13。振子天线部件2与第一和第二环形缝隙天线部件1a、1b耦合。可选地，振子天线部件2与第一和第二环形缝隙天线部件1a、1b直接相连，也就是说，通过物理连接方式进行连接。当然，振子天线部件2与第一和第二环形缝隙天线部件1a、1b也可以分别通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行连接。
当然，可以理解的是，根据本发明实施例的天线可以包括多于一个第一环形缝隙天线部件1a和多于一个第二环形缝隙天线部件1b，例如如图8和图9所示的示例中，第一环形缝隙天线部件1a和第二环形缝隙天线部件1b分别为两个。
根据本发明实施例的天线，通过设置第一环形缝隙天线部件1a和第二环形缝隙天线部件1b，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。
优选地，第一和第二环形缝隙天线部件1a、1b相对于振子天线部件2的纵轴线彼此对称，如图8-图10所示。因此，使得天线具有类似于蝴蝶、蜻蜓等的形状，由此也可以称为具有仿生外形的宽频带高增益天线。
在本发明的一些实施例中，第一环形缝隙天线部件1相对于第二环形缝隙天线部件1绕纵轴线可转动。由此可调整第一环形缝隙天线部件1a和第二环形缝隙天线部件1b的开合度，从而实现天线的波束离合控制，调整天线辐射范围。
根据本发明实施例的天线，可通过改变第一环形缝隙天线部件1a和第二环形缝隙天线部件1b、以及振子天线部件2的结构、形状、尺寸以及相对位置，由此可使本发明的天线的纵向波束自由可控，实现宽频带、高增益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种天线单元，其特征在于，包括：
环形缝隙天线部件，所述环形缝隙天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘；和
振子天线部件，所述振子天线部件与所述环形缝隙天线部件耦合且位于所述外周缘外面。
2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述环形缝隙天线部件为圆形。
3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述振子天线部件与所述环形缝隙天线部件的所述外周缘相切。
4.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述振子天线部件包括第一段和第二段，所述第一段的一端和所述第二段的一端分别与所述环形缝隙天线部件相连。
5.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述环形缝隙天线部件为多边形。
6.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述环形缝隙天线部件为矩形。
7.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述环形缝隙天线部件的外周缘为曲线。
8.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述振子天线部件为杆状或片状，且所述环形缝隙天线部件为板状。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的天线单元，其特征在于，所述缝隙为矩形、椭圆形或三角形。
10.一种天线，其特征在于，包括：
第一和第二环形缝隙天线部件，所述第一和第二环形缝隙天线部件中的每一个环形缝隙天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘；和
振子天线部件，所述振子天线部件与所述第一和第二环形缝隙天线部件耦合，且所述第一和第二环形缝隙天线部件相对于所述振子天线部件的纵轴线彼此对称。
11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述第一环形缝隙天线部件相对于所述第二环形缝隙天线部件绕所述纵轴线可转动。
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