CN109638475A - 一种天线、无线接入设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种天线、无线接入设备,该天线包括设置有磁偶极子的辐射板、导电板以及反射板,导电板的两端分别与磁偶极子以及反射板电连接,磁偶极子产生电流所在的平面与反射板所在的平面平行。上述技术方案中,通过将发送或接受电磁波的磁偶极子产生电流所在的平面设置为与反射板所在的平面平行,可以有效降低天线的剖面高度,减小天线的体积,有利于实现天线的小型化,扩大天线的适用场景。

Description

一种天线、无线接入设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其是涉及一种天线、无线接入设备。
背景技术
随着长期演进(Long Term Evolution,LTE)技术的发展,无线通信业务量剧增,现有技术中通常利用天线实现无线通信中的业务。
传统的天线剖面较高,体积较大,给天线的小型化带来了很大的困难,并且由于天线具有较大的体积,使得天线的适用场景受到很大的限制,例如无法适用于空间有限的应用场景,再例如无法安装于高速运动的物体上等。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供天线,以降低天线的剖面高度,实现天线的小型化。
第一方面,本申请实施例提供了一种天线,包括:
辐射板、导电板以及反射板;所述辐射板上设置有磁偶极子,所述导电板的两端分别与所述磁偶极子以及所述反射板电连接;所述磁偶极子产生电流所在的平面与所述反射板所在的平面平行。
在一种可能的实施方式中,所述磁偶极子包括具有封闭回路的辐射微带。
在一种可能的实施方式中,所述辐射微带为圆环形状。
在一种可能的实施方式中,所述磁偶极子设置在所述辐射板的远离所述反射板的一侧。
在一种可能的实施方式中,所述导电板的与所述磁偶极子连接的一端设置有卡槽,所述磁偶极子通过所述卡槽与所述导电板卡接,和/或所述磁偶极子焊接在所述卡槽与所述磁偶极子的连接处。
在一种可能的实施方式中,所述反射板设置有馈电微带,所述导电板的两端分别与所述磁偶极子以及所述馈电微带电连接。
在一种可能的实施方式中,所述反射板设置有屏蔽层,所述馈电微带与所述屏蔽层分别位于所述反射板的两个相对的平面上。
在一种可能的实施方式中,所述反射板以及所述辐射板均为矩形的印刷基板。
在一种可能的实施方式中,上述天线还包括多个固定件,所述固定件通过设置于所述辐射板和所述反射板上的通孔,将所述辐射板固定至所述反射板上。
在一种可能的实施方式中,所述固定件为塑料螺钉。
第二方面,本申请实施例提供了一种无线接入设备,所述无线接入设备包括上述天线。
本申请实施例提供的天线包括设置有磁偶极子的辐射板、导电板以及反射板,导电板的两端分别与磁偶极子以及反射板电连接,磁偶极子产生电流所在的平面与反射板所在的平面平行。上述技术方案中,通过将发送或接受电磁波的磁偶极子产生电流所在的平面设置为与反射板所在的平面平行,可以有效降低天线的剖面高度,减小天线的体积,有利于实现天线的小型化,扩大天线的适用场景。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例一所提供的一种天线的结构示意图;
图2示出了本申请实施例二所提供的一种天线的结构示意图;
图3示出了本申请实施例三所提供的一种天线的结构示意图;
图4A示出了本申请实施例四中辐射板的结构示意图;
图4B示出了本申请实施例四中固定部件、第一导电板以及第二导电板的结构示意图;
图4C示出了本申请实施例四中反射板的结构示意图;
图4D示出了本申请实施例四中天线的结构示意图;
图5示出了本申请实施例四中的天线的二维方向图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
考虑到现有技术中的天线剖面较高,不易实现天线的小型化的缺陷,本申请实施例提供了一种天线,该天线的剖面高度低,有利于实现天线的小型化,下面通过具体的实施例进行描述。
实施例一
本实施例公开了一种天线,该天线的剖面低,适合作为室内天线。具体地,如图1所示,本实施例的天线包括设置有磁偶极子1101的辐射板110、反射板120、分别连接磁偶极子1101和反射板120的导电板130。磁偶极子1101产生电流所在的平面与反射板120所在的平面平行。
利用上述天线,向终端设备辐射电磁波时,反射板120从外界的功率放大器等的信号输出端接收高频电信号,并将该高频电信号传输给导电板130,导电板130将从反射板120接收的高频电信号传输给磁偶极子1101,磁偶极子1101将接收的高频电信号转换为电磁波辐射出去。上述反射板120接收的高频电信号是通过反射板120上的馈线从外界的功率放大器等信号输出端接收的。
利用上述天线,接收终端设备传输过来的电磁波时,磁偶极子1101接收终端设备传输来的电磁波,将接收的电磁波转换为高频电信号,并将得到的高频电信号传输给导电板130,导电板130将从磁偶极子1101接收的高频电信号传输给反射板120,由反射板120将该高频电信号传输给外界相关设备。
由上面的陈述可知,导电板130传输接收和发送两个方向的高频电信号,在具体实施时,可以利用频分复用或者时分复用的方式实现。
磁偶极子(Magnetic Dipole)1101可以等效成是具有等值异号的两个点磁荷构成的物理模型系统。如图1所示,本实施例利用具有封闭回路的辐射微带来形成磁偶极子1101。在所述辐射微带通上电流后,辐射微带可以等效为磁偶极子。
上述磁偶极子1101设置在辐射板110的远离所述反射板120的一侧。在具体实施时,可以将磁偶极子1101焊接在辐射板110的远离所述反射板120的一侧上。
导电板130的与所述磁偶极子1101连接的一端设置有卡槽,所述磁偶极子1101通过所述卡槽与所述导电板130卡接。进一步的,可选的,为了保证磁偶极子1101与导电板130之间固定的更加稳固,并保证良好的导电性,可以将磁偶极子1101焊接在卡槽与所述磁偶极子1101的连接处。
上述辐射微带的材质可以但不限于是铜,例如辐射微带还可以是其他导电率较好、抗氧化的材料。通过调整辐射微带的面积和通过的电流大小可以调整磁偶极子的磁矩,从而能够调整磁偶极子发送的电磁波的频带和中心频点。
本实施例中,天线的剖面是指用一个平面延竖直方向将天线剖开,得到天线的剖切面,如图4D为天线的剖切面的正投影。基于上述天线的结构,天线的剖面高度是天线从辐射板110到反射板120的高度,即图4D中的高度H。
本实施例中,为了最大限度的降低天线的剖面高度,将磁偶极子产生电流所在平面与反射板所在的平面设置为平行,在具体实施时,磁偶极子产生电流所在平面与反射板所在的平面可以不是严格的平行,磁偶极子产生电流所在平面与反射板所在的平面之间可以存在一个较小的角度,该角度的取值根据天线允许的最大剖面高度确定。
本实施例通过将发送或接受电磁波的磁偶极子产生电流所在的平面与反射板所在的平面设置为平行或近似平行,可以有效降低天线的剖面高度,有利于实现天线的小型化。据查询天线相关资料可知,现有技术中的非磁偶极子的天线=中,电偶极子产生电流所在的平面是与反射板垂直的,因而该天线无法小型化,而本实施例中所提供的天线,由于磁偶极子产生电流所在的平面与反射板所在的平面平行,因此可以极大的减小剖面的高度,由此可以实现天线的小型化。
实施例二
本实施例公开了一种天线,在上一个实施例的基础上,本实施例公开了磁偶极子具体的存在形式。如图2所示,本实施例的天线包括设置有磁偶极子2101的辐射板210、反射板220、分别连接磁偶极子2101和反射板220的导电板230。
磁偶极子2101包括具有封闭回路的辐射微带。在具体实施时,辐射微带可以是金属、片状的闭合微带结构,例如,辐射微带是圆环形状的、金属、片状的闭合结构。当然,辐射微带还可以是其他形状的闭合结构,例如,辐射微带的形状可以是矩形、三角形、菱形等。
如图2所示,本实施例中的磁偶极子2101选择圆环形状、片状的辐射微带,因为圆环形状的辐射微带能够均匀地向外界各个方向辐射电磁波。如图2所示,形成磁偶极子2101的辐射微带所在的平面与反射板230所在的平面平行,圆环形状的辐射微带通电后,形成回路,电流在辐射微带中流动,此时,辐射微带等效为磁偶极子,基于右手螺旋定则,等效的磁偶极子形成的电场方向与天线所在的平面相垂直,能够实现电磁波的发送和接收。
如图2所示,本实施例中的辐射微带设置在辐射板210的顶部,即辐射微带设置在辐射板210的远离反射板220的面上,这样,辐射微带位于天线的顶部表面,有利于电磁波的发送和接收。
如图2所示,本实施例中的辐射板210用于为辐射微带提供支撑作用,可以但不限于是矩形的印刷基板,例如辐射板210还可以是圆盘形的印刷基板。
实施例三
本实施例公开了一种天线,在以上两个实施例的基础上,本实施例公开了天线中其他部件,例如反射板具体的存在形式。如图3所示,本实施例的天线包括设置有磁偶极子3101的辐射板310、反射板320、分别连接磁偶极子3101和反射板320的第一导电板330。
本实施例中,如图3所示,反射板320设置有馈电微带3201。
利用上述天线,向终端设备辐射电磁波时,该馈电微带3201用于将从外界的功率放大器等信号输出端接收的高频电信号,传输给第一导电板330,进而由第一导电板将高频电信号传递至磁偶极子,进而磁偶极子将电信号转换为电磁波传递至终端设备。
当然,在利用上述天线,接收终端设备发来的电磁波时,磁偶极子会将该电磁波转换为高频电信号,因而该馈电微带3201也用于通过接收第一导电板330从磁偶极子接收的高频电信号。
这里,馈电微带3201可以但不限于是矩形,例如还可以是弧形或不规则的形状。馈电微带3201的材质可以但不限于是铜。通过调整馈电微带3201的宽度可以改善天线的驻波。
本实施例中,如图3所示,所述馈电微带3201设置在所述反射板320的靠近所述辐射板310的面上,当然也可以将馈电微带3201设置在反射板320的远离所述辐射板310的面上。
本实施例中,所述反射板320上还设置有屏蔽层。该屏蔽层可以覆盖反射板320的整个面,起反射作用,具体用于将向天线辐射的电磁波反射到终端设备所在的目标空间。例如,天线像吸顶灯一样倒挂在天花板,接收天线信号的终端都在天花板以下,即目标空间是天花板以下,为了将向天线辐射的电磁波反射到接收天线信号的终端,屏蔽层设置在反射板320的靠近辐射板310的一面上,在磁偶极子3101辐射的电磁波照射到屏蔽层上时,屏蔽层将接收的电磁波反射到天花板以下。屏蔽层的材质可以但不限于是铜。应当说明的是,上述屏蔽层与馈电微带分别位于所述反射板的两个相对的平面上,避免在同一个面相互影响。
本实施例中,如图3所示,反射板320可以但不限于是矩形的印刷基板,例如反射板320还可以是圆盘形的印刷基板。
本实施例中,如图3所示,第一导电板330为了实现向磁偶极子3101或反射板320传输高频电信号,可以设置有包括连接所述磁偶极子3101以及馈电微带3201的第一导电微带3301。利用上述天线,向终端设备辐射电磁波时,馈电微带3201将从外界的功率放大器等信号输出端接收的高频电信号,传输给第一导电微带3301,进而由第一导电微带3301将高频电信号传递至磁偶极子,进而磁偶极子将电信号转换为电磁波传递至终端设备。
当然,在利用上述天线,接收终端设备发来的电磁波时,磁偶极子会将该电磁波转换为高频电信号,并将转换得到的高频电信号传输给第一导电微带3301,进而由第一导电微带3301将高频电信号传递至反射板320上设置的馈电微带3201。
上述第一导电板330可以但不限于是印刷基板。
如图3所示,本实施例的天线还包括设置有第二导电微带的第二导电板340,所述第二导电微带连接反射板以及所述辐射板310的磁偶极子3101。这里第二导电微带通过连接反射板,实现了接地的效果,起到保护天线的作用。
上述第二导电板340可以但不限于是印刷基板。如图3所示,本实施例的天线还包括用于固定所述辐射板310和所述反射板320的固定部件350。这里,固定部件350可以但不限于是塑料螺钉。由于塑料不会对照射到其上的电磁波产生干扰,因此,这里选用塑料螺钉将辐射板310固定到所述反射板320上。在具体实施时,所述固定部件350通过设置于所述辐射板和所述反射板上的通孔,将所述辐射板固定至所述反射板上。
为了可靠的固定辐射板310和所述反射板320,可以设置多个固定部件350,例如设置4个固定部件350,每个固定部件350固定辐射板310的一个角。应当说明的是,这里的固定部件还可以是塑料螺钉以外的其他能够起固定作用的部件,本实施例对固定部件的具体形式并不进行限定。
本实施例中,第一导电板330的靠近所述磁偶极子3301的一端设置有卡槽,所述磁偶极子3301通过所述卡槽与所述第一导电板330卡接。进一步的,可选的,为了保证第一导电板330与磁偶极子3101之间固定的更加稳固,并保证良好的导电性,可以将所述磁偶极子3101焊接在第一导电板330的第一导电微带上。
第二导电板340的靠近所述磁偶极子3301的一端设置有卡槽,所述磁偶极子3301通过所述卡槽与所述第二导电板340卡接,为了保证第二导电板330与磁偶极子3101之间固定的更加稳固,并保证良好的导电性,可以将所述磁偶极子3101焊接在第二导电板340的第二导电微带上。
实施例四
本实施例公开了一种天线,在以上三个实施例的基础上,本实施例公开的天线是一种具体应用场景中的天线,通过对该天线中的部件的尺寸等进行设置,实现了具有预定的方向图的天线。具体地,如图4A、4B、4C、4D所示,本实施例的天线包括:包括设置有磁偶极子4101的辐射板410、反射板420、分别连接磁偶极子4101和反射板420的第一导电板430、分别连接磁偶极子4101和反射板的第二导电板440、固定辐射板410和反射板420的固定部件450。反射板420包括馈电微带4201,第一导电板430包括第一导电微带4301,第二导电板440包括第二导电微带4401。磁偶极子4101产生电流所在的平面与反射板420所在的平面平行。
本实施例中,反射板420为印刷基板,长和宽均为120mm,厚度为1mm,介电常数为2.65。如图4C所示,反射板420的顶部设置馈电微带4201,背部全部铺铜,作为屏蔽层。反射板420上设置有用于安装固定部件450的第一类开孔4202,用于安装第一导电板430和第二导电板440的第二类开孔4203。本实施例中,固定部件450为塑料螺钉,其半径为1mm,高度为6mm,数量为4个,用于支撑辐射板410。
如图4C所示,本实施例中的馈电微带4201为矩形,通过调整馈电微带4201的宽度也可改善天线的驻波。本实施例中,辐射板410为印刷基板,长和宽均为30mm,厚度为1mm,介电常数2.65为。如图4A所示,辐射板410的顶部附着有辐射微带作为磁偶极子4101。辐射板410上设置有用于安装固定部件450的第三类开孔4102,用于安装第一导电板430和第二导电板440的第四类开孔4103。
如图4A所示,本实施例中的辐射微带为圆环、片状结构,通过调整圆环形状的辐射微带的半径及宽度能够调整天线辐射的带宽以及辐射的中心频点。
如图4D所示,从辐射板410的顶部到反射板420的底部的距离H为天线的剖面高度,由于辐射微带所在的平面与反射板420所在的平面相平行,因此,可以有效降低天线的剖面高度。
本实施例中的天线可以利用如下步骤进行装配:
步骤一、将外界馈线焊接到反射板420的馈电微带4201上;
步骤二、将塑料螺钉插入所述反射板420的第一类开孔4202中,将第一导电板430和第二导电板440插入所述反射板420的二类开孔4203中,并将反射板420的馈电微带4201焊接到所述第一导电板430的第一导电微带上4301,将第二导电板440的第二导电微带4401焊接到反射板420上;
步骤三、将塑料螺钉插入所述辐射板410的第三类开孔4102中,将第一导电板430和第二导电板440插入所述辐射板410的第四类开孔4103中,并将辐射板410的辐射微带4101焊接到所述第一导电板430的第一导电微带4301上,将辐射板410的辐射微带4101焊接到第二导电板440的第二导电微带4401上。
图5为本实施例的天线二维方向图,其中虚线形式的曲线用于表示天线的垂直面0度方向图,实线形式的曲线用于表示天线的垂直面90度方向图,可见,本实施例的天线完全能够实现现有天线的功能。同时,由于本实施例是磁偶极子产生电流所在的平面与反射板所在的平面平行,所以能够有效降低天线的剖面高度,有利于实现天线的小型化,使得本实施例的天线更加适合应用于室内,例如用作室内的吸顶全向天线。
应当说明的是,通过调整辐射板410和反射板42的尺寸和介电常数等可以调整天线的方向图,因此,基于天线方向图的具体需求,可以灵活设置调整辐射板410和反射板42的尺寸和介电常数等参数。
本申请实施例还提供了一种无线接入设备,该无线接入设备包括上述任一实施例的天线。这里的无线接入设备可以是小型的室内基站、AP和AC等设备,无线接入设备利用上述天线实现电磁波的发送和接收。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种天线,其特征在于,包括:辐射板、导电板以及反射板;所述辐射板上设置有磁偶极子,所述导电板的两端分别与所述磁偶极子以及所述反射板电连接;所述磁偶极子产生电流所在的平面与所述反射板所在的平面平行。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述磁偶极子包括具有封闭回路的辐射微带。
3.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,所述辐射微带为圆环形状。
4.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述磁偶极子设置在所述辐射板的远离所述反射板的一侧。
5.根据权利要求1至4任一项所述的天线,其特征在于,所述导电板的与所述磁偶极子连接的一端设置有卡槽,所述磁偶极子通过所述卡槽与所述导电板卡接,和/或所述磁偶极子焊接在所述卡槽与所述磁偶极子的连接处。
6.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述反射板设置有馈电微带,所述导电板的两端分别与所述磁偶极子以及所述馈电微带电连接。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述反射板设置有屏蔽层,所述馈电微带与所述屏蔽层分别位于所述反射板的两个相对的平面上。
8.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述反射板以及所述辐射板均为矩形的印刷基板。
9.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,还包括多个固定件,所述固定件通过设置于所述辐射板和所述反射板上的通孔,将所述辐射板固定至所述反射板上。
10.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述固定件为塑料螺钉。
11.一种无线接入设备,其特征在于,所述无线接入设备包括权利要求1至10任一项所述的天线。
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