CN111769372A - 天线组件和无线设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种天线组件和无线设备，属于通信技术领域。天线组件包括N个振子、馈电网络和印刷电路板PCB，N为大于或等于4的整数；N个振子和馈电网络均位于PCB上，N个振子均与馈电网络连接，每个振子具有一个径向部分，各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。这样，各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致，因此，每个振子相当于是一个线源，波束宽度相对于较窄，副瓣移抑制能力增强。

Description

天线组件和无线设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种天线组件和无线设备。
背景技术
无线接入点(access point，AP)可以采用全向天线以提供大的信号覆盖，从而满足通信容量需求。然而，当同频工作的无线AP的间距小时，相邻的同频工作的无线AP的信号会互相干扰，从而导致通信质量下降。全向天线的副瓣抑制能力决定了整个网络的干扰抑制能力。
全向天线主要有偶极子天线、单极子天线和缝隙天线等。以偶极子天线为例，偶极子天线通常近似一个点源，波束宽度宽，副瓣抑制能力弱。
发明内容
本申请提供了一种天线组件和无线设备，可以解决全向天线副瓣抑制能力弱的问题。技术方案如下：
第一方面，提供了一种天线组件。所述天线组件包括N个振子、馈电网络和印刷电路板(printed circuit board，PCB)。所述N为大于或等于3的整数。所述N个振子和所述馈电网络均位于所述PCB上。所述N个振子均与所述馈电网络连接。每个振子具有一个径向部分。各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。
在本申请中，每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。这样，各个振子在径向部分所在的方向上的电磁场的辐射强度将大于在非径向部分上的辐射强度，使得各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致。因此，每个振子301相当于是一个线源，波束宽度窄，副瓣抑制能力强。
可选地，所述N为偶数，所述N个振子中存在多个振子对，每个振子对中的振子相对于所述天线相位中心中心对称。
可选地，每个振子对中的两个振子之间的距离为所述天线组件的工作波长的预设倍数。
可选地，所述预设倍数为0.25-1之间的任一数值。
当N为偶数时，N个偶极子振子可以分为多个偶极子振子对，每个振子对的两个振子相对于天线相位中心中心对称。这样，在设计该天线组件时，可以根据使用场景来设置两个振子的间距，以此来调节该天线组件的在不同辐射角度下的辐射强度，进而来调节该天线组件的副瓣抑制能力。
可选地，所述馈电网络为双面平行微带线(double-sided parallel strip line，DSPSL)功分网络。所述N个振子为N个偶极子振子。每个偶极子振子包括两个臂。所述两个臂中的一个臂位于所述PCB的上板面，且与所述双面平行微带线功分网络中位于所述PCB的上板面的弧形微带线的一端连接。另一个臂位于所述PCB的下板面，且与所述双面平行微带线功分网络中位于所述PCB的下板面上的弧形微带线的一端连接。所述两个臂连接的弧形微带线相对于所述PCB镜面对称，且所述两个臂与弧形微带线的连接点相对于所述PCB镜面对称。
可选地，所述双面平行微带线功分网络包括上板面网络和下板面网络。所述上板面网络位于所述PCB的上板面，所述下板面网络位于所述PCB的下板面。所述上板面网络和所述下板面网络相对于所述PCB镜面对称。所述上板面网络和所述下板面网络均包括第一功分器、多条直线形微带线、多条阻抗变换线、第二功分器和多条弧形微带线。所述第一功分器用于连接所述多条直线形微带线和所述多条弧形微带线。所述多条直线形微带线中的每条直线形微带线与所述多条阻抗变换线中的一条阻抗变换线连接。所述第二功分器用于连接所述多条阻抗变换线。
可选地，所述两个臂中每个臂的长度为所述天线组件的工作波长的指定倍数。
可选地，所述指定倍数为0.125-1中的任一数值。
可选地，所述两个臂中的第一臂包含有非径向部分，且所述第一臂的形状为L型，第二臂不包含有非径向部分，所述第一臂与所述天线相位中心的距离大于所述第二臂与所述天线相位中心的距离。上述结构中，偶极子振子的两个臂中远离天线相位中心的一臂可以为L型，另一臂则可以不包含有非径向部分。这样，可以减小馈电网络和偶极子振子所占用的面积，从而降低天线尺寸。
可选地，所述N个偶极子振子中中心对称的第一偶极子振子和第二偶极子振子之间的间距是指第一连接点与第二连接点之间的距离，所述第一连接点为所述第一偶极子振子与弧形微带线的连接点，所述第二连接点为所述第二偶极子振子与弧形微带线的连接点。
可选地，所述馈电网络为微带线功分网络，所述N个振子为N个单极子振子。所述微带线功分网络与所述N个单极子振子均位于所述PCB的上板面。每个单极子振子与所述微带线功分网络中的一条弧形微带线的一端连接。
可选地，所述馈电网络为微带线功分网络，所述微带线功分网络位于所述PCB的下板面。所述N个振子为N个缝隙振子。所述N个缝隙振子是指所述PCB的上板面的N个刻槽，每个缝隙振子与所述微带线功分网络中的一条弧形微带线的一端连接。
第二方面，提供了一种无线设备，所述无线设备包括基带电路、射频电路和前述第一方面所述的天线组件。所述射频电路和所述天线组件配合实现无线信号的收发，所述基带电路用于处理无线信号。
上述第二方面所获得的技术效果与第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种天线组件的应用场景图；
图2是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种天线组件的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种包含有偶极子振子的天线组件的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种包含有偶极子振子的天线组件的PCB的上板面的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种包含有偶极子振子的天线组件的PCB的下板面的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种包含有奇数个偶极子振子的天线组件的PCB的上板面的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种天线组件中偶极子振子的一个臂为L型的示意图；
图9是本申请实施例提供的一种包含有单极子振子的天线组件的PCB的上板面的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种包含有缝隙振子的天线组件的PCB的上板面的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的一种包含有缝隙振子的天线组件的PCB的下板面的结构示意图。
具体实施方式
图1是本申请实施例提供的一种天线组件的应用场景图。如图1中所示，该场景中包括控制器101、接入点(access point，AP)102和多个终端103。
其中，控制器101可以用于对多个AP102进行集中管理和配置，并进行用户数据的转发。AP用于为连接的多个终端103提供无线接入服务。
在高密部署场景下，AP一般挂高3-5米(m)进行设置，覆盖小区的半径可以达到5-8m。在这种场景下，单位面积的用户数量通常较多，因此，为了保证通信容量，可以在AP中采用大角度的全向天线进行信号覆盖。然而，由于信道数量受限，因此，在相同频率下工作的AP的间距通常较小，在这种情况下，同频工作的各个AP之间将会存在信号干扰。基于此，本申请实施例提供了一种应用于AP中的天线组件，以此来提升AP的干扰抑制能力，从而减轻各个同频工作的AP之间的信号干扰。
其中，AP102可以为基站、路由器、交换机等网络设备，多个终端103可以为手机或电脑等。另外，图1中仅仅以3个终端为例进行说明，并不构成对本申请实施例提供的应用场景中的终端的数量的限制。
图2是本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图。示例性地，图1中的AP可以通过图2所示的网络设备来实现。参见图2，该网络设备包括处理器201、通信总线202、存储器203、射频电路204、天线组件205和基带电路206。
处理器201可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)、微处理器、特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、或一个或多个集成电路。
通信总线202可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器203可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、光盘、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质。存储器203可以是独立存在并与处理器201相连接。存储器203也可以和处理器201集成在一起。
射频电路204与天线组件205，用于配合实现无线信号的收发。其中，天线组件205即为本申请实施例提供的天线组件。该天线组件的结构可以参见后续实施例中的相关介绍。
基带电路206，用于对接收到的无线信号或者是待发送的无线信号进行处理。
在具体实现中，作为一种实施例，处理器201可以包括一个或多个CPU。
在具体实现中，作为一种实施例，网络设备还可以包括输出设备(图中未示出)和输入设备(图中未示出)。输出设备和处理器201通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备可以是液晶显示器(liquid crystal display，LCD),发光二级管(light emittingdiode，LED)显示设备，阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示设备，或投影仪等。输入设备和处理器201通信，可以以多种方式接收用户的输入。例如，输入设备可以是鼠标、键盘、触摸屏或传感器等。
接下来对本申请实施例提供的天线组件进行介绍。
图3是本申请实施例提供的一种天线组件的结构示意图。如图3中所示，该天线组件可以包括N个振子30、馈电网络40和印刷电路板(printed circuit board，PCB)50，其中，N为大于或等于3的整数。该N个振子30和馈电网络40均位于PCB50上，N个振子30均与馈电网络40连接，每个振子30均具有一个径向部分，各个振子30的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。其中，N可以为偶数，也可以为奇数。例如，N可以为3，也可以为4，或者是其他数值。当N为4时，该天线组件的副瓣抑制能力将强于N等于3时。图3中以N为8为例进行示例说明，但是这并不构成对该天线组件中包括的振子30的数量的限定。
各个振子所辐射出的电磁波在离开振子一定距离后，其等相位面会近似为一个球面，该球面的球心即为天线相位中心。在本申请实施例中，每个振子30均具有一个指向天线相位中心的径向部分。在一种可能的情况中，每个振子30可以不包含有非径向的其他部分，也即，每个振子30均为直线型且均指向天线相位中心。可选地，在另一种可能的情况中，每个振子30具有一个指向天线相位中心的径向部分，同时还具有一个或多个未指向天线相位中心的非径向的其他部分，并且，所有未指向天线相位中心的非径向的部分的长度总和小于相应振子30中包含的径向部分的长度。这样，各个振子在径向部分所在的方向上的电磁场的辐射强度将大于在非径向部分上的辐射强度，也即，各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致，因此，每个振子30相当于是一个线源，波束宽度相对于较窄，副瓣移抑制能力增强。
另外，如图3所示，N个振子30可以分布排列在以天线相位中心为圆心的圆周上。可选地，各个振子30可以在该圆周上等间隔排列。也即，每相邻的两个振子30与天线相位中心的连线之间的夹角将为360/N度。当N为偶数时，该N个振子30中可以存在多个振子对，每个振子对中的两个振子30相对于天线相位中心中心对称。例如，当N为8时，每相邻的两个振子30与天线相位中心的连线之间的夹角为45度。其中，8个振子30可以分为4个振子对，每个振子对中的两个振子30相对于天线相位中心中心对称。当然，各个振子30之间也可以非等间隔排列，例如，假设与馈电网络40中同一条传输线两端连接的相邻的两个振子与天线相位中心的连线之间的夹角为第一夹角，以及与不同传输线连接的相邻的两个振子与天线相位中心的连线之间的夹角为第二夹角，第一夹角和第二夹角可以不同。
另外，N个振子30和馈电网络40均可以印刷在PCB50的板面上，并且，根据馈电网络40的不同以及N个振子30的不同，馈电网络40和N个振子30有可能位于PCB50的上板面，也有可能位于PCB50的下板面。
上述的天线组件中的振子可以为偶极子振子、单极子振子或者是缝隙振子。根据振子的不同，馈电网络也不同。接下来，将针对包含有不同的振子和馈电网络的天线组件分别进行说明。
当天线组件包括的振子为偶极子振子301时，馈电网络40可以为双面平行微带线功分网络401。参见图4，每个偶极子振子301包括两个臂。两个臂中的一个臂3011位于PCB50的上板面，且与双面平行微带线功分网络401中位于PCB50的上板面的弧形微带线的一端连接，另一个臂3012位于PCB50的下板面，且与双面平行微带线功分网络中位于PCB50的下板面上的弧形微带线的一端连接，两个臂连接的弧形微带线相对于PCB50镜面对称，且两个臂与弧形微带线的连接点相对于PCB50镜面对称。
其中，双面平行微带线功分网络401包括上板面网络和下板面网络。上板面网络位于PCB50的上板面上，下板面网络位于PCB50的下板面上，且上板面网络和下板面网络相对于PCB50的板面镜像对称。
图5示出了N为偶数时一种位于PCB50的上板面的上板面网络的示意图，如图5所示，该上板面网络可以包括第一功分器4011、多条直线形微带线4012、多条阻抗变换线4013、第二功分器4014和多条弧形微带线4015。其中，第二功分器4014可以为一分二功分器，第一功分器4011则可以根据振子的数量来选择。例如，在图5的示例中，振子的数量为8，在第二功分器4014为一分二功分器的情况下，则第一功分器可以为一分四功分器，这样，从该馈电网络的馈电点出发，通过第一功分器4011和第二功分器4015可以引出8条馈电线，从而分别向8个振子馈电。其中，该馈电网络的第一功分器4011可以位于天线相位中心上。另外，如图5所示，以阻抗变换线4013和直线形微带线4012的长度总和为半径，以第一功分器4011所在的位置为圆心，可以确定得到该馈电网络所对应的一个圆周。弧形微带线4015可以沿该圆周分布。偶极子振子与弧形微带线的连接点可以位于该圆周上，也即，该圆周即为N个偶极子振子分布在以天线相位中心为圆心的圆周。
示例性地，如图5所示，第一功分器4011的四个输出端可以连接四条阻抗变换线4013，每条阻抗变换线4013的另一端与一条直线形微带线4012的一端连接，通过该阻抗变换线4013可以实现直线形微带线4012与第一功分器4011之间的阻抗匹配。在每条直线形微带线4012的另一端连接一个第二功分器4014。第二功分器4014的两个输出端分别连接一条弧形微带线4015，每条弧线微带线4015的一端可以连接一个偶极子振子301的一个臂3011。这样，第一功分器4011在将输入该馈电网络的一路电流分为四路之后，可以通过四个输出端将四路电流输出，四路电流分别通过四条阻抗变换线4013以及与四条阻抗变换线4013连接的四条直线形微带线4012传输至四个第二功分器4014中，每个第二功分器4014可以将接收到的电流分为两路，并通过两个输出端分别输出两路电流，这两路电流通过两条弧形微带线4015传输至相邻的两个偶极子振子301的臂中，从而实现对相邻的两个偶极子振子301的馈电。
8个偶极子振子中每个偶极子振子301均有两个臂，两个臂中位于馈电网络所对应的圆周内的臂3011位于上板面，且与上板面网络中的一条弧形微带线4015的一端连接。其中，每个臂的长度可以为该天线组件的工作波长的指定倍数。该指定倍数可以为0.125-1中的任一数值。
其中，阻抗变换线4013可以为四分之一波长阻抗变换线，直线形微带线4012和弧形微带线4015可以为50欧姆微带线。
图6示出了与图5中的上板面网络镜面对称的下板面网络。如图6中所示，该下板面网络同样包括第一功分器4011、多条直线形微带线4012、多条阻抗变换线4013、第二功分器4014和多条弧形微带线4015。下板面网络的结构与上板面网络的结构相同，该下板面网络位于PCB50的下板面上，且与上板面网络相对于PCB50镜面对称。关于下板面网络中各个组件的介绍可以参考对图5中的上板面网络的相关介绍，本申请实施例在此不再赘述。
另外，8个偶极子阵子中每个偶极子振子301的两个臂中位于馈电网络所对应的圆周外的臂3012位于该PCB50的下板面上，且与下板面网络中的弧形微带线4015的一端连接。这样，与镜面对称的两条弧形微带线分别连接的臂3011和3012组成一个偶极子振子。如图5和6中所示，图5中的臂3011与图6中的振臂3012即为一个偶极子振子的两个臂。由于上板面网络和下板面网络镜面对称，且同一个振子的两个臂中的一个臂3011连接的弧形微带线4015与另一个臂3012连接的弧形微带线4015也镜面对称，因此，两个臂与弧形微带线的连接点A和B也镜面对称。
当N为偶数时，N个偶极子振子301可以被划分为N/2对偶极子振子对。每对偶极子振子对中的两个偶极子振子可以相对于天线相位中心中心对称。其中，如果将两个径向对称的偶极子振子等效成幅度为1，相位为0的点源，则辐射强度F随辐射角度θ变化的函数可以由通过以下公式(1)来确定：
F(θ)＝e-jkhsinθ(e-j0.5kacosθ-ej0.5kacosθ)-ejkhsinθ(e-j0.5kacosθ-ej0.5kacosθ) (1)
其中，θ是俯仰角，k是电磁波的传播常数，h是PCB与位于该PCB下方的金属底板之间的距离，a是偶极子振子对中两个偶极子振子之间的间距。
由上述函数关系可知，通过调整偶极子振子对的两个偶极子振子之间的间距，即可以调节该偶极子振子对在不同辐射角度的辐射强度，从而调节该天线组件的副瓣抑制能力。基于此，在本申请实施例中，可以根据偶极子振子对的辐射角度以及要求的副瓣抑制能力来设置该天线组件中包括的各个偶极子振子对的两个偶极子振子之间的间距。示例性地，各个偶极子振子对的两个偶极子振子之间的间距可以为该天线组件的工作波长的预设倍数。该预设倍数可以为0.25-1中的任一数值。
在本申请实施例中，对于偶极子振子对中的中心对称的两个偶极子振子，为了便于描述，将其中一个称为第一偶极子振子，另一个称为第二偶极子振子。这样，第一偶极子振子与第二偶极子振子之间的间距可以为第一连接点与第二连接点之间的间距。其中，第一连接点是指第一偶极子振子与弧形传输线的连接点，第二连接点为第二偶极子振子与弧形传输线的连接点。也即，如图5和6所示，点A和点B之间的间距，即为中心对称的两个偶极子振子之间的间距。
图5和图6中仅以N为8为例进行说明，对于其他N为偶数的情况，均可以参考上述示例，不同的是，当N为不同的偶数时，上板面网络和下板面网络包括的第一功分器将不同，且馈电网络中包括的阻抗变换线和微带线的数量也将不同。例如，当N为6时，上板面网络和下板面网络中的第一功分器可以为一分三功分器，相应地，第一功分器可以连接三条阻抗变换线，三条阻抗变换线与三条直线形微带线连接，每条直线形微带线连接一个一分二的第二功分器，每个第二功分器可以连接两条弧形微带线。
上文介绍了振子为偶极子振子、馈电网络为双面平行微带线功分网络时，N为偶数的情况下的天线组件的结构。当N为奇数时，参见图7，位于PCB50的上板面的上板面网络可以包括一个第一功分器4011、多条阻抗变换线4013和多条异形微带线4016。如图7所示，以N为5为例，该第一功分器4011可以为一分五功分器，该第一功分器4011可以连接五条阻抗变换线4013，每条阻抗变换线4013的另一端连接一条异形微带线4016，该异形微带线4016可以为如图7中所示的末端为弧形的微带线，每条异形微带线4016的末端可以与偶极子振子301的两个臂中的一个臂3011连接。相应地，位于PCB50的下板面的下板面网络的结构与该上板面网络的结构相同，且下板面网络与上板面网络相对于PCB50镜面对称，每个偶极子振子301的两个臂中的另一个臂3012与下板面网络中的一条微带线的一端连接。并且，连接偶极子振子的两个臂的微带线相对于PCB50镜面对称，这样，两个臂与微带线的连接点相对于PCB50也是镜面对称的。
在上述实施例中，与偶极子振子连接的微带线也可以不为弧形微带线，而是为直线形微带线，在这种情况下，该直线形微带线可以与馈电网络所对应的圆周相切。
可选地，在本申请实施例中，为了减小馈电网络和偶极子振子所占用的面积，偶极子振子的两个臂的长度可以不同，形状也可以不同。例如，当偶极子振子的两个臂均为直线型，且均指向天线相位中心时，两个臂中位于馈电网络所对应的圆周之外的臂的长度可以小于另一个臂的长度。或者，偶极子振子的两个臂中位于馈电网络所对应的圆周内的臂可以为直线形，且指向天线相位中心，位于馈电网络所对应的圆周之外的臂可以包括一个径向部分和一个非径向部分，如该臂的末端可以弯曲。其中，径向部分与弧形微带线连接，这样，该臂的径向部分与另一个直线形的臂组成该偶极子振子的径向部分。弯曲的非径向部分的长度小于该臂的径向部分和另一个臂的长度的总和。例如，位于馈电网络所对应的圆周之外的臂可以为L型，本申请实施例对此不做限定。
示例性地，图8示出了一种偶极子振子中的一个臂为L型的天线组件的示意图。如图8所示，臂3011位于馈电网络所在的圆周内，臂3011可以为直线形，且指向天线相位中心。臂3012位于馈电网络所对应的圆周外，臂3012的形状为L型。其中，臂3012的包含有径向部分a和非径向部分b，臂3012通过径向部分a与弧形微带线连接，这样，径向部分a与臂3011组成该偶极子振子的径向部分。非径向部分b的长度小于径向部分a与臂3011的长度之和。
图8仅是本申请实施例给出的偶极子振子的一种可能的实现方式，在另外一些可能的实现方式中，位于馈电网络所对应的圆周之外的臂还可以为其他形状，位于馈电网络所对应的圆周之内的臂也可以为其他形状，只要保证该偶极子振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度和即可。
在本申请实施例中，N个振子和馈电网络均位于PCB上，N个振子均与馈电网络连接，每个振子具有一个径向部分，各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。这样，各个振子在径向部分所在的方向上的电磁场的辐射强度将大于在非径向部分上的辐射强度，也即，各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致，因此，每个振子相当于是一个线源，波束宽度相对于较窄，副瓣移抑制能力增强。在这种情况下，对于相邻的同频工作的两个无线AP，信号干扰减轻。另外，当N为偶数时，N个偶极子振子可以分为多个偶极子振子对，每个振子对的两个振子相对于天线相位中心中心对称。这样，在设计该天线组件时，可以根据使用场景来设置两个振子之间的间距，以此来调节该天线组件的在不同辐射角度下的辐射强度，进而来调节该天线组件的副瓣抑制能力。
图4-8中主要介绍了天线组件中的振子为偶极子振子时，该天线组件的实现方式。可选地，在本申请实施例中，天线组件中包括的N个振子也可以均为单极子振子，在这种情况下，馈电网络可以为微带线功分网络。
示例性地，图9示出了一种包括8个单极子振子的天线组件的结构示意图。如图9中所示，该天线组件包括8个单极子振子302、微带线功分网络402和PCB50。其中，8个单极子振子302均位于PCB50的上板面，且微带线功分网络402也位于PCB302的上板面。其中，每个单极子振子302包括一个臂。微带线功分网络402可以包括第一功分器4011、多条直线形微带线4012、多条阻抗变换线4013、第二功分器4014以及多条弧形微带线4015。由于该天线组件包括8个单极子振子302，因此，第一功分器4011可以为一个一分四功分器，阻抗变换线4013和直线形微带线4012的数量可以均为4，且弧形微带线4015的数量为8。其中，8个单极子振子可以均为直线形，且8个单极子振子均指向天线相位中心，在这种情况下，每个单极子振子中将不包含非径向的其他部分。另外，同样的，参见图9，在本申请实施例中，第一功分器4011可以位于天线相位中心，以第一功分器4011所在的位置为圆心，可以确定得到该馈电网络所对应的一个圆周。弧形微带线4015可以沿该圆周分布。单极子振子与弧形微带线的连接点可以位于该圆周上，也即，该圆周即为N个单极子振子分布的以天线相位中心为圆心的圆周。
其中，第一功分器4011的四个输出端分别连接四条阻抗变换线4013的一端，四条阻抗变换线4013的另一端分别连接四条直线形微带线4012的一端。每条直线形微带线4012的另一端连接一个第二功分器4014，第二功分器4014的两个输出端则分别连接两条弧形微带线4015。这样，第一功分器4011在将输入该馈电网络的一路电流分为四路之后，可以通过四个输出端将四路电流输出，四路电流分别通过四条阻抗变换线4013以及与四条阻抗变换线4013连接的四条直线形微带线4012传输至四个第二功分器4014中，每个第二功分器4014可以将接收到的电流分为两路，并通过两个输出端分别输出两路电流，这两路电流通过两条弧形微带线4015传输至相邻的两个单极子振子302，从而实现对相邻的两个单极子振子302的馈电。其中，阻抗变换线4013可以为四分之一波长阻抗变换线4013，直线形微带线4012和弧形微带线4015可以为50欧姆微带线。
在N为偶数的情况下，N个单极子振子302同样可以为划分为N/2个振子对，每个振子对的两个单极子振子相对于天线相位中心中心对称。这样，每个振子对的两个振子同样可以等效为幅度为1，相位为0的点源，相应地，辐射强度随辐射角度θ变化的函数同样可以由公式(1)来表示。如此，通过调整振子对的两个单极子振子之间的间距，同样可以调节该单极子振子对在不同辐射角度的辐射强度，从而调节该天线组件的副瓣抑制能力。也即，在本申请实施例中，可以根据振子对的辐射角度以及要求的副瓣抑制能力来设置该天线组件中包括的各个振子对的两个单极子振子之间的间距。
图9中主要介绍了包括8个单极子振子的天线组件的实现方式，当N为其他偶数时，该天线组件的实现方式可以参考N为8时的实现方式，与N为8时的实现方式不同的是，根据包括的单极子振子的数量的不同，微带线功分网络中的第一功分器4011不同，且包括的阻抗变换线4013以及微带线的数量将不同，具体地可以参考前述对于包括偶数个偶极子振子的天线组件的馈电网络的相关说明，本申请实施例在此不再赘述。
可选地，当N为奇数时，该天线组件的实现方式可以参考前述实施例中当包括奇数个偶极子振子时的相关实现方式，本申请实施例在此不再赘述。
可选地，在一些可能的实现方式中，每个单极子振子302也可以不为直线形，例如，每个单极子振子302也可以为L型，在这种情况下，每个单极子振子302可以包括一个指向天线相位中心的径向部分以及一个未指向天线相位中心的非径向部分，其中，径向部分的长度大于非径向部分的长度。当然，每个单极子振子302还可以为其他形状，只要保证指向天线相位中心的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度即可。
在本申请实施例中，N个振子和馈电网络均位于PCB上，N个振子均与馈电网络连接，每个振子具有一个径向部分，各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。这样，各个振子在径向部分所在的方向上的电磁场的辐射强度将大于在非径向部分上的辐射强度，也即，各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致，因此，每个振子相当于是一个线源，波束宽度相对于较窄，副瓣移抑制能力增强。在这种情况下，对于相邻的同频工作的两个无线AP，信号干扰减轻。另外，当N为偶数时，N个偶极子振子可以分为多个偶极子振子对，每个振子对的两个振子相对于天线相位中心中心对称。这样，在设计该天线组件时，可以根据使用场景来设置两个振子之间的间距，以此来调节该天线组件的在不同辐射角度下的辐射强度，进而来调节该天线组件的副瓣抑制能力。
图9介绍了天线组件中的振子为单极子振子时的实现方式。可选地，在本申请实施例中，天线组件包括的N个振子还可以为缝隙振子。在这种情况下，馈电网络可以为微带线功分网络。与包括单极子振子时的结构的不同之处在于，在该种天线组件中，N个缝隙振子位于PCB的上板面，而微带线功分网络位于PCB的下板面。
示例性地，图10示出了一种包括8个缝隙振子的天线组件的PCB的上板面的结构示意图。如图10所示，8个缝隙振子303是指在PCB50的上板面刻的8个刻槽，每个刻槽即为一个缝隙振子。其中，每个缝隙振子303均可以为直线形，且每个缝隙振子303均指向天线相位中心。也即，每个缝隙振子303不包含有非径向部分。图11示出了该天线组件的PCB50的下板面的示意图，如图11所示，在PCB50的下板面上设置有微带线功分网络402，其中，该微带线功分网络402可以包括第一功分器4011、多条直线形微带线4012、多条阻抗变换线4013、第二功分器4014以及多条异形微带线4016。由于该天线组件包括8个缝隙振子，因此，第一功分器4011可以为一个一分四功分器，阻抗变换线4013和直线形微带线4012的数量可以均为4，且异形微带线4016的数量为8。其中，该异形微带线4016可以为由一段直线形微带线4012和一端弧形微带线连接成的近似L形的微带线，或者可以为弧形微带线，或者可以是由两段直线形微带线4012连接得到的L形微带线，本申请实施例对此不作限定。图10中以该异形微带线4016为由一段直线形微带线和一段弧形微带线连接成的近似L形的微带线为例进行说明。
其中，第一功分器4011的四个输出端分别连接四条阻抗变换线4013的一端，四条阻抗变换线4013的另一端分别连接四条直线形微带线4012的一端。每条直线形微带线4012的另一端连接一个第二功分器4014，第二功分器4014的两个输出端则分别连接两条异形微带线4016。这样，第一功分器4011在将输入该馈电网络的一路电流分为四路之后，可以通过四个输出端将四路电流输出，四路电流分别通过四条阻抗变换线4013以及与四条阻抗变换线4013连接的四条直线形微带线4012传输至四个第二功分器4014中，每个第二功分器4014可以将接收到的电流分为两路，并通过两个输出端分别输出两路电流，这两路电流通过两条异形微带线4016分别传输至相邻的两个缝隙振子303，从而实现对相邻的两个缝隙振子303的馈电。其中，阻抗变换线4013可以为四分之一波长阻抗变换线4013，直线形微带线4012和异形微带线4016可以为50欧姆微带线。本申请实施例对此不作限定。
另外，PCB50的上板面可以为铜板，N个缝隙振子303为在该铜板上刻的N个槽，每个槽与PCB50下板面上的一条异形微带线4016相交，从而实现每个缝隙振子303与异形微带线4016的连接。
同样的，在本申请实施例，在N为偶数的情况下，N个缝隙振子303也可以被分为N/2个振子对，每个振子对的两个缝隙振子303相对于天线相位中心中心对称。这样，同样可以通过设置一对振子对中的两个缝隙振子303之间的间距，来调节该缝隙振子303对在不同辐射角度的辐射强度，从而调节该天线组件的副瓣抑制能力。
可选地，当N为其他偶数时，该天线组件的实现方式可以参考上述N为8时实现方式，与上述N为8的实现方式不同的是，根据包括的缝隙振子的数量的不同，微带线功分网络402中包括的第一功分器4011不同，且包括的阻抗变换线4013以及微带线的数量将不同，具体地可以参考前述对于包括偶数个偶极子振子的天线组件的馈电网络的相关说明，本申请实施例在此不再赘述。
可选地，当N为奇数时，该天线组件的实现方式可以参考前述实施例中当包括奇数个偶极子振子时的相关实现方式，本申请实施例在此不再赘述。
另外，在一些可能的实现方式中，每个缝隙振子303也可以不为直线形，例如，每个缝隙振子303也可以为L型。当每个缝隙振子303不为直线形时，具体的实现方式可以参考前述介绍的单极子振子不为直线形的相关实现方式，本申请实施例在此不再赘述。
在本申请实施例中，N个振子和馈电网络均位于PCB上，N个振子均与馈电网络连接，每个振子具有一个径向部分，各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。这样，各个振子在径向部分所在的方向上的电磁场的辐射强度将大于在非径向部分上的辐射强度，也即，各个振子的主辐射方向将与径向部分所在的方向一致，因此，每个振子相当于是一个线源，波束宽度相对于较窄，副瓣移抑制能力增强。在这种情况下，对于相邻的同频工作的两个无线AP，信号干扰减轻。另外，当N为偶数时，N个偶极子振子可以分为多个偶极子振子对，每个振子对的两个振子相对于天线相位中心中心对称。这样，在设计该天线组件时，可以根据使用场景来设置两个振子之间的间距，以此来调节该天线组件的在不同辐射角度下的辐射强度，进而来调节该天线组件的副瓣抑制能力。

Claims (11)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括N个振子、馈电网络和印刷电路板PCB，所述N为大于或等于3的整数；
所述N个振子和所述馈电网络均位于所述PCB上，所述N个振子均与所述馈电网络连接，每个振子具有一个径向部分，各个振子的径向部分均指向天线相位中心，且每个振子的径向部分的长度大于非径向的其他部分的长度之和。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述N为偶数，所述N个振子中存在多个振子对，每个振子对中的振子相对于所述天线相位中心中心对称。
3.根据权利要求1或2所述的天线组件，其特征在于，所述馈电网络为双面平行微带线功分网络，所述N个振子为N个偶极子振子；
每个偶极子振子包括两个臂，所述两个臂中的一个臂位于所述PCB的上板面，且与所述双面平行微带线功分网络中位于所述PCB的上板面的弧形微带线的一端连接，另一个臂位于所述PCB的下板面，且与所述双面平行微带线功分网络中位于所述PCB的下板面上的弧形微带线的一端连接，所述两个臂连接的弧形微带线相对于所述PCB镜面对称，且所述两个臂与弧形微带线的连接点相对于所述PCB镜面对称。
4.根据权利要求3所述的天线组件，其特征在于，所述双面平行微带线功分网络包括上板面网络和下板面网络，所述上板面网络位于所述PCB的上板面，所述下板面网络位于所述PCB的下板面，所述上板面网络和所述下板面网络相对于所述PCB镜面对称；
所述上板面网络和所述下板面网络均包括第一功分器、多条直线形微带线、多条阻抗变换线、第二功分器和多条弧形微带线，所述第一功分器用于连接所述多条直线形微带线和所述多条弧形微带线，所述多条直线形微带线中的每条直线形微带线与所述多条阻抗变换线中的一条阻抗变换线连接，所述第二功分器用于连接所述多条阻抗变换线。
5.根据权利要求3或4所述的天线组件，其特征在于，所述两个臂中每个臂的长度为所述天线组件的工作波长的指定倍数。
6.根据权利要求5所述的天线组件，其特征在于，所述指定倍数为0.125-1中的任一数值。
7.根据权利要求3-6任一所述的天线组件，其特征在于，所述两个臂中的第一臂包含有非径向部分，且所述第一臂的形状为L型，第二臂不包含有非径向部分，所述第一臂与所述天线相位中心的距离大于所述第二臂与所述天线相位中心的距离。
8.根据权利要求3-7任一所述的天线组件，其特征在于，所述N个偶极子振子中中心对称的第一偶极子振子和第二偶极子振子之间的间距是指第一连接点与第二连接点之间的距离，所述第一连接点为所述第一偶极子振子与弧形微带线的连接点，所述第二连接点为所述第二偶极子振子与弧形微带线的连接点。
9.根据权利要求1或2所述的天线组件，其特征在于，所述馈电网络为微带线功分网络，所述N个振子为N个单极子振子，所述微带线功分网络与所述N个单极子振子均位于所述PCB的上板面，每个单极子振子与所述微带线功分网络中的一条弧形微带线的一端连接。
10.根据权利要求1或2所述的天线组件，其特征在于，所述馈电网络为微带线功分网络，所述微带线功分网络位于所述PCB的下板面，所述N个振子为N个缝隙振子，所述N个缝隙振子是指所述PCB的上板面的N个刻槽，每个缝隙振子与所述微带线功分网络中的一条弧形微带线的一端连接。
11.一种无线设备，其特征在于，所述无线设备包括射频电路和权利要求1-10任一所述的天线组件；
所述射频电路用于和所述天线组件配合进行无线信号的收发。
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