CN113140897B - 天线、天线模组及无线网络设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种天线，包括第一天线和第二天线，第一天线包括第一辐射单元和反射体，反射体位于第二天线和第一辐射单元之间，反射体包括连接部和齿部，齿部包括多个并排设置且从连接部朝向第一辐射单元延伸的梳齿，且各梳齿之间设间隙，齿部包括面对所述第一辐射单元的轮廓，各梳齿包括面对所述第一辐射单元的端部，轮廓为所有的所述端部连接形成，轮廓包括朝向所述连接部内凹的凹部。本申请的天线通过在第一辐射单元和第二天线之间设计由多个梳齿构成带有轮廓凹部的反射体，增加第一辐射单元被反射的路径，增强第一辐射单元的定向辐射性能。本申请还提供一种天线模组和无线网络设备。

Description

天线、天线模组及无线网络设备

技术领域

本申请涉及通信领域，特别涉及一种天线、天线模组及无线网络设备。

背景技术

家庭网络无线通信产品规格从2*2、4*4到8*8发展速度非常快，频段也从2G、5G发展到6G，甚至在毫米波频段不断扩充，但受限于产品外观设计以及用户习惯和场景限制，家庭网络的无线设备体积不可能无限增大，因此如何在现有产品空间条件下实现高规格设计，实现内置集成更多的高性能天线且彼此影响小就成为了非常急迫的设计需求，特别是即将到来的6G频段新需求，对于N*N的MIMO设计意味着天线及射频通道数量增加N个，如何将新的N个独立频段布放到现有模组中，保证较好的6G覆盖，同时不恶化已有2/5G的WiFi性能，成为产品面向WiFi6技术形成技术竞争力需要完成的挑战。如何在现有环境下采用新技术或者新架构减小天线尺寸、增加天线工作频段或者数量，从而实现规格上的升级，保证不同频率下高性能的WiFi覆盖能力，成为天线工程人员迫在眉睫的思考。

发明内容

为了克服现有技术多频天线在集成过程中辐射性能的降低，本申请提供一种天线，用以实现天线在多频段下的水平全向辐射和垂直定向辐射。

第一方面，本申请提供一种天线，包括第一天线和第二天线，第一天线包括第一辐射单元和反射体，反射体位于第二天线和第一辐射单元之间，反射体包括连接部和齿部，齿部包括多个并排设置且从连接部朝向第一辐射单元延伸的梳齿，且各梳齿之间设间隙，所述齿部包括面对所述第一辐射单元的轮廓，各所述梳齿包括面对所述第一辐射单元的端部，所述轮廓为所有的所述端部连接形成，所述轮廓包括凹部，所述凹部朝向所述连接部内凹。本申请提供的天线包括第一天线和第二天线，两个天线可以在不同频段工作，其中第一天线包括反射体，通过在该反射体上设计由多个梳齿形成的轮廓凹部，梳齿形成的凹部极大地增强第一辐射单元在齿部的反射路径，从而实现反射体对第一天线中第一辐射单元的定向辐射增强。

本申请通过齿部带给第一辐射单元定向辐射的效果，由于各梳齿之间设有间隙，使得齿部的反射面具有不连续性，齿部结构的不连续性使得反射体对入射波的反射路径会增多，例如，部分反射面位于齿部的远离连接部的端面，部分反射面位于间隙内，凹部的轮廓设计也提供了不同的反射表面，有些反射面位于凹部的底部，有些反射面靠近凹部的顶部，这样反射体对第一辐射单元的反射路径不再是单一的，反射路径不但数量增多，具体的位置也会产生变化，这样的多路反射路径叠加后，使得第一辐射单元的辐射效果得到明显的提升，反射体的梳齿结构会为第一辐射单元的入射波额外带来相位变化，例如，一种具体的实施方式中，可以产生π/12的相位变化。同时，当第一辐射单元为水平极化时，梳齿的设计可以提高第一辐射单元的入射波的幅度，例如，一种具体实施方式中，第一辐射单元的入射波的幅度能够被提高1.5dB,从而在垂直方向上形成更高的同向叠加效果，实现定向增益提升。

本申请通过齿部的设计，能够实现反射体不同于全金属结构的180度相位跳变，实现反射部与第一辐射单元可以在更小的距离下实现宽频高增益的定向性能，并可以在第一辐射单元和第二天线之间实现隔离效果，即隔绝第一辐射单元向第二天线辐射信号影响第二天线的性能。

一种可能的实施方式中，多个梳齿中的至少两个梳齿具有不同的延伸长度。本实施方式通过不同延伸长度的梳齿用于形成齿部的轮廓的凹部，由于梳齿的延伸长度不同，反射体对第一辐射单元的入射波的反射路径也会不同，即本实施方式增加了不同的反射路径，更有利于反射路径叠加后提升第一辐射单元的性能，获得高增益。

一种可能的实施方式中，多个梳齿包括具有第一延伸长度的至少一个第一梳齿和具有第二延伸长度的至少两个第二梳齿，至少两个第二梳齿对称分布在至少一个第一梳齿的两侧，第一延伸长度小于第二延伸长度。在第一梳齿两侧对称设置延伸长度大于第一梳齿的第二梳齿，通过延伸长度的变化形成不同梳齿的齿冠位置的变化，获取由第一梳齿和第二梳齿形成的齿部的轮廓的凹部，第一梳齿和第二梳齿与第一辐射单元的距离不同，对于第一辐射单元而言，其入射波辐射到第一梳齿和第二梳齿时，反射路径也就有了区别，即本实施方式增加了不同的反射路径，反射路径的增加有利于第一辐射单元定向辐射性能的增强。本实施方式中，第二梳齿对称布置在第一梳齿的两侧，使得凹部形成对称的结构，对称分布的梳齿对第一辐射单元的反射，有利于获得第一辐射单元稳定的相位及极化方向。

一种可能的实施方式中，多个梳齿还包括具有第三延伸长度的至少两个第三梳齿，至少两个第三梳齿对称分布在至少一个第一梳齿的两侧，且第二梳齿位于第三梳齿和第一梳齿之间，第三延伸长度大于第二延伸长度。在第二梳齿的两侧对称分布延伸长度大于第二梳齿的第三梳齿，从而形成类似阶梯状的轮廓的凹部，则第三梳齿和第二梳齿与第一辐射体的距离有所差异，增加了第一辐射体入射波的反射路径，实现反射体对第一天线中第一辐射单元的定向辐射增强。本实施方式限定了三阶不同延伸长度的梳齿，能够获得更好的第一辐射单元的性能，获得高增益。

具体而言，第一梳齿的延伸尺寸最小，第一梳齿的延伸尺寸可以为零，即，在连接部中间的区域不设置梳齿，通过连接部实现反射功能。

一种可能的实施方式中，齿部为以中轴线为中心的对称结构，中轴线的延伸方向与梳齿的延伸方向相同，垂直于中轴线的方向上，所有的梳齿的齿根对齐。对称分布的齿部能够形成一个对称的凹部，即形成一个对称的反射体，只有对称的反射体才能够对第一辐射单元的定向辐射达到最佳效果。本实施方式，设置了齿根对齐的架构，使得反射体的制作工艺更简单。具体的，连接部为垂直于齿部的中轴线的条状，连接部连接在各梳齿的齿根处，将所有的梳齿连接为一个整体结构。

一种可能的实施方式中，多个梳齿的延伸长度相同。当多个梳齿的延伸长度相同的时候，可以对连接部的形状作出调整，从而形成齿部的轮廓的凹部。本实施方式，通过设置连接部用于连接梳齿的表面的轮廓形状与齿部面对第一辐射单元的一侧的轮廓相同，将多个梳齿设计为相同的形状尺寸，同样规格的梳齿易于加工，具体而言，反射体为立体结构的情况下，可以将连接部和梳齿分体制作，这样统一制作多个同样尺寸的梳齿，易于制作，再将梳齿固定至连接部的表面，可以通过焊接固定，或者粘接固定，或磁吸的方式固定。当然，反射体也可以为印制在电路板上的微带线结构。

一种可能的实施方式中，凹部包括呈阶梯状的部分。阶梯状凹部只需要多个相同延伸长度的梳齿就可得到一层阶梯形状，根据制作的需要选取不同延伸长度，这样制作起来工艺简单。具体而言，各梳齿大致呈长方体或长方形。各梳齿包括端面(或端线)及连接在端面(或端边)与齿根之间的侧面(或侧边)，本实施方式中，端面(端边)为平面(直线)，侧面(侧边)垂直于端面(端边)，这样梳齿的齿冠之间就形成了阶梯状排列，进而形成所述齿部面对所述第一辐射单元的一侧的轮廓的凹部。

一种可能的实施方式中，凹部包括呈圆滑过渡的弧形部分。光滑过渡的弧形可以让带有凹部的反射体具备更好的反射效果，极大的提升反射体对第一辐射单元的定向辐射效果。

具体而言，各梳齿包括面对第一辐射单元的端面(或端边)及连接在端面(或端边)和齿根之间的侧面(侧边)，两个侧面(侧边)尺寸不等，相对梳齿的延伸方向，端面(端边)呈倾斜状延伸，即与其中一个侧面(或侧边)之间的夹角为锐角，端面(端边)可以为倾斜的直线或者弧线，多段倾斜的直线或弧形共同形成圆滑过渡的弧形。

一种可能的实施方式中，凹部包括与延伸方向夹角呈锐角的直线；或者，凹部包括与延伸方向夹角呈锐角的直线及延伸方向垂直的直线的组合；或者，凹部包括与延伸方向夹角呈锐角的直线及圆滑过渡的弧线的组合。选取不同的组合方式可以满足不同的工艺要求和性能需要，圆滑的弧线具有更好的定向辐射效果，与延伸方向呈锐角的直线在制作的过程更为简单，在制作的具体过程可以根据需要选取一种或者二者配合，从而在反射效果和制作成本中找到平衡。

一种可能的实施方式中，各梳齿均包括连接在齿根和齿冠之间的两个侧壁，两个侧壁平行，即两个梳齿之间的间隙从根部到顶端相同，确保各个梳齿上电流的均匀分布，确保反射体对第一辐射单元的加强作用。梳齿的两个侧壁平行，则梳齿的从齿根到齿冠的宽度保持一致，并且相邻两个梳齿的间隔也是保持一致，宽度尺寸保持一致的梳齿其感应电流的分布也会更均匀，更有利于整个反射体对第一辐射体的定向辐射效果。

一种可能的实施方式中，第一辐射单元水平极化，反射体与第一辐射单元共同作用实现第一天线的定向辐射性能，第二天线垂直极化。第一天线和第二天线极化正交，其中第一辐射单元水平极化，第二天线垂直极化，在反射体的作用下，第一辐射单元的定向辐射被增强，垂直极化的第二天线具有全向辐射性能。

一种可能的实施方式中，各梳齿的延伸长度不超过第一辐射单元的低频谐振中心频率的四分之一波长。梳齿的延伸长度小于第一辐射单元的低频谐振中心频率的四分之一波长目的在于边梳齿在第一辐射单元工作时发生谐振，导致反射体的反射第一辐射单元的效果降低。

一种可能的实施方式中，各梳齿的宽度不超过第一辐射单元谐振中心频率的十分之一波长。对于带梳齿的阶梯结构设计，考虑到最小两阶变化以及反射体整体的宽度尺寸，各梳齿的宽度不超过第一辐射单元谐振中心频率的十分之一波长。具体的，处于天线整体尺寸的考虑，第一辐射单元中的长度为半波长，对应反射体的宽度与第一辐射单元的长度保持一致，以高频6.5G为例，对应反射体的宽度为半波长23mm，选用阶梯梳齿结构则至少需要3个梳齿和2个齿间距的宽度，平均考虑一共5个宽度值，即每个梳齿的宽度最大为十分之一波长4.6mm。

一种可能的实施方式中，相邻梳齿的齿间距不超过第一辐射单元的低频谐振中心频率的十分之一波长。对于带梳齿的阶梯结构设计，考虑到最小两阶变化以及反射体整体的宽度尺寸，各梳齿的宽度不超过第一辐射单元谐振中心频率的十分之一波长。具体的以高频6.5G为例，则反射体的宽度为半波长23mm，选用阶梯梳齿结构则至少需要3个梳齿和2个齿间距的宽度，平均考虑一共5个宽度值，即每个齿间距的宽度最大为十分之一波长4.6mm。

一种可能的实施方式中，第一辐射单元为以第一轴线为中心的对称结构，第一辐射单元包括两个对称分布在第一轴线两侧的第一辐射臂。对称分布的两个第一辐射臂构成偶极子单元，此时第一辐射单元可视为偶极子天线，对于反射体而言，其轮廓得凹部在设计时就可以根据对称结构的第一辐射单元进行调整，让齿部的中轴线与第一轴线重合，这样反射体对第一辐射单元的反射效果就不会发生相位偏差，导致定向辐射性能的降低。

具体而言，所述第一辐射单元的两个辐射臂具体可以呈条形或矩形，且它们的延伸方向均垂直于第一轴线。第一辐射单元的两个辐射臂可以共线。另一种实施方式中，第一辐射单元的每个辐射臂均包括第一部分和第二部分，第一部分呈方形，靠近第一轴线，第二部分连接至第一部分远离第一轴线的一侧，第二部分呈L形。

一种可能的实施方式中，第一天线还包括平衡巴伦结构，平衡巴伦结构位于第一辐射单元和反射体之间，且连接至两个第一辐射臂。平衡巴伦结构的设计一方面让第一天线上的电流幅度相同，另一方面也可以进行阻抗变换，对于第一天线而言，其对称性越好，其相差越稳定，通过平衡巴伦结构的180度相位延长线连接两个第一辐射臂，能够更好的保持第一天线的平衡性。

具体而言，平衡巴伦结构包括第一连接端、第二连接端和连接在二者之间的延伸线，第一连接端连接至第一辐射单元的一个辐射臂，第二连接端连接至第一辐射单元的另一个辐射臂。第一连接端和第二连接端对称分布在第一轴线的两侧。延伸线的延伸轨迹可以呈矩形、圆形、蜿蜒形状等，本申请不对此做限定，延伸线亦以第一轴线为中心对称分布。一种具体的实施方式中，延伸线包围形成细长的长方形架构，长方形架构的延伸方向垂直于第一轴线。

一种可能的实施方式中，连接部与第二天线连接。让连接部与第二天线连接为一体，此时反射体与第二天线相连，当第二天线被激励时反射体也会有对应电流分布，此时反射体(特别是梳齿的部分)参与第二天线的辐射功能，即反射体亦参与第二天线的辐射，本实施方式不但有利于天线的小型化设计，还在有限的空间内，同时增强了第一天线和第二天线的辐射性能。

一种可能的实施方式中，第二天线包括高频辐射单元和低频辐射单元，高频辐射单元和低频辐射单元与第一天线的第一辐射单元极化正交，所述连接部连接至所述低频辐射单元。本实施方式中，反射体的梳齿集成在第二天线的低频辐射单元的末端，反射体与低频辐射单元共同构成具有四分之一波长的标准低频辐射体。具体而言，第二天线具有高频特征和低频特性，通过让高频辐射单元和低频辐射单元与第一辐射单元极化正交，实现了第一天线与第二天线的极化正交，降低了在不同工作频段下第一天线和第二天线的相互影响，通常情况下低频辐射单元的尺寸要大于高频辐射单元的尺寸，出于结构紧凑的考量，选择低频辐射单元与反射体的连接部连接，这样反射体的梳齿亦参与低频辐射单元的辐射，同时还可以作为第一辐射单元的反射体，同一结构兼具不同的功能，更能体现本申请提供的天线的小尺寸、高功能的特性。

一种可能的实施方式中，高频辐射单元包括高频上辐射体和高频下辐射体，低频辐射单元包括低频上辐射体和低频下辐射体，高频上辐射体连接至低频上辐射体，且高频上辐射体分布在低频上辐射体的两侧，高频下辐射体连接至低频下辐射体，且高频下辐射体分布在低频下辐射体的两侧，反射体的连接部连接至低频上辐射体，高频下辐射体和低频下辐射体构成下支节，高频上辐射体和低频上辐射体构成上支节，上支节位于反射体和下支节之间。

具体而言，将高频上辐射体、高频下辐射体、低频上辐射体和低频下辐射体设计成类似偶极子天线单元，这样设计的优点在于结构简单，且尺寸容易把握，只需要对不同辐射体的辐射臂尺寸调整就可以获得相应工作频段的天线。这里让高频辐射单元分布在低频辐射单元的两侧目的在于尽量减少二者之间的影响，由于低频辐射单元辐射臂的尺寸要大，所以出于小型化设计选择让低频辐射单元与反射体的连接部连接，如果是低频辐射单元分布在高频辐射单元的两侧，则低频辐射单元就会和反射体形成一个闭合的回路，这就会极大的影响被包围的高频辐射单元；同时低频辐射单元与反射体的连接部连接实现对称双频偶极子与高增益定向天线的一体化三频双极化集成的双馈设计。

一种可能的实施方式中，所述第二天线以第二轴线为中心呈对称结构，所述低频上辐射体包括两条对称分布在所述第二轴线两侧且延伸方向平行于所述第二轴线的辐射臂，所述高频上辐射体包括两条对称分布在所述第二轴线两侧且延伸方向平行于所述第二轴线的辐射臂，所述高频上辐射体的辐射臂之面对所述下支节的一端和所述低频上辐射体的辐射臂之面对所述下支节的一端通过第一连接臂连接，所述第一连接臂垂直于所述第二轴线。选用两个辐射臂的设计一方面能够达成第二天线中辐射体关于第二轴线对称的设计，另一方面也降低了第二天线中高频辐射单元和低频辐射单元的相互影响，对于高频辐射体而言，如果只有单个辐射臂，则无法对称分布在低频辐射体的两侧，这就必然导致第二天线性能降低。

一种可能的实施方式中，低频下辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频下辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频下辐射体的辐射臂之面对上支节的一端和低频下辐射体的辐射臂之面对上支节的一端通过第二连接臂连接，第二连接臂平行于第一连接臂。对于低频下辐射体和高频下辐射体而言，在对其设计时同样需要考虑对称分布的问题，选取两个辐射臂的设计能够不仅降低制作成本还能达到需要的极化效果。

一种可能的实施方式中，低频下辐射体的辐射臂之远离上支节的一端均连接一连接段，连接段对称分布在第二轴线的两侧且共线。连接段的设计是在不影响第二天线水平极化效果的前提下进行的小型化设计，在原有的辐射臂上增加连接段能够调整其谐振频率，避免为增强谐振频率而导致低频下辐射体的辐射臂尺寸过大。

一种可能的实施方式中，第二天线以第二轴线为中心呈对称结构，低频上辐射体和低频下辐射体均为以第二轴线为对称中心的矩形结构，且长边方向平行于第二轴线，高频上辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频上辐射体的辐射臂之面对下支节的一端均通过第一连接臂连接至低频上辐射体之面对下支节的一端，第一连接臂垂直于第二轴线且共线。该设计让高低频段的辐射体只在第一连接臂处进行级联，目的在于获得能够相互分离的高频辐射单元和低频辐射单元，从而让高频辐射单元和低频辐射单元的辐射效果更为分明。

一种可能的实施方式中，高频下辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，低频下辐射体的辐射臂之面对上支节的一端均通过第二连接臂连接至低频下辐射体之面对上支节的一端，第二连接臂垂直于第二轴线且共线。该设计让高低频段的辐射体只在第二连接臂处进行级联，目的在于获得能够相互分离的高频辐射单元和低频辐射单元，从而让高频辐射单元和低频辐射单元的辐射效果更为分明。

一种可能的实施方式中，第二天线以第二轴线为中心呈对称结构，低频上辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频上辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频上辐射体的辐射臂与低频上辐射体的辐射臂互连为一体，低频上辐射体的辐射臂之面对下支节的一端通过第一连接臂连接，第一连接臂垂直于第二轴线。让高频辐射单元的辐射臂与低频辐射单元的辐射臂对应连为一体，形成阶梯不连续结构，根据不同频率需要的长度来选取阶梯跳变位置。

一种可能的实施方式中，低频下辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频下辐射体包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线的辐射臂，高频下辐射体的辐射臂与低频下辐射体的辐射臂互连为一体，低频下辐射体的辐射臂之面对上支节的一端通过第二连接臂连接，第二连接臂平行于第一连接臂。

一种可能的实施方式中，连接部与第一辐射单元的距离取值小于第一辐射单元谐振波长与低频辐射单元低频谐振波长之和的四分之一。在第一天线的定向辐射设计中第一辐射单元与反射体的距离为中心频率的四分之一波长，此时来回双程距离下的相位变化为180度，再加上反射体产生的反相作用，实现反射信号和辐射信号满足360度变化，同相叠加，因此反射体的连接部与第一辐射单元的距离取值小于第一辐射单元谐振波长与低频辐射单元低频谐振波长之和的四分之一。

第二方面，本申请提供一种天线模组，包括第一馈线、第二馈线和上述任一项天线，第一馈线与第一天线连接，第二馈线与第二天线连接。通过第一馈线对第一天线进行激励，让第一天线水平极化，通过第二馈线对第二天线激励，让第二天线垂直极化，从而构成三频双极化天线。

一种可能的实施方式中，天线位于第一平面，第一馈线垂直于第一平面，所示第二馈线平行于第一平面。第一馈线和第二馈线上有电流经过，必然会导致馈线周围存在电磁场，正交设计的选择使第一馈线和第二馈线周围的感应场也是正交，感应场之间的相互影响最小，传输效率最高。

具体而言，第一馈线包括第一外导体、第一内导体和第一介质绝缘部，第一外导体穿设基板与第一天线的第一馈电点电连接，第一馈电点经由第一介质绝缘部与第一内导体的一端连接，第一内导体另一端与第一天线的第二馈电点电连接。

第一内导体为弧形弯折导体。

第二馈线包括第二外导体、第二内导体和第二介质绝缘部，第二外导体和第二内导体贴附于第一平面设置，第二外导体与第二天线的第三馈电点连接，第二介质绝缘部从第三馈电点上引出，第二介质绝缘部与第二内导体的一端连接，第二内导体的另一端与第二天线的第四馈电点连接。

第三方面，本申请提供一种无线网络设备，包括馈电网络和上述任一种天线模组，馈电网络与天线模组的第一馈线和第二馈线连接，实现对第一天线和第二天线的激励。通过馈线网络对天线模组馈电，第一天线与第二天线极化正交，同时在第一天线中，由于梳齿状反射体的设计，增加了第一天线入射波的反射路径，增强了第一天线的定向辐射效果。

附图说明

图1是本申请一种实施方式提供的无线网络设备的应用场景图；

图2是本申请一种实施方式提供的天线模组的结构示意图；

图3是本申请一种实施方式提供的天线的结构图；

图4是本申请一种实施方式提供的天线中第一天线的结构图；

图5是本申请一种实施方式提供的天线中反射体的结构图；

图6a是本申请一种实施方式提供的天线中反射体的感应电流分布图；

图6b是传统技术中采用全金属的反射体的感应电流分布图；

图7a是本申请一种实施方式提供的天线和现有技术中的一种天线中第一天线的S相位参数图；

图7b是本申请一种实施方式提供的天线和现有技术中的一种天线中第一天线的辐射强度图；

图8a是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的低频辐射单元的电流分布图；

图8b是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的高频辐射单元的电流分布图；

图8c是本申请一种实施方式提供的天线中第一天线的第一辐射单元的电流分布图；

图9a是本申请一种实施方式提供的天线中第一天线定向辐射的方向图；

图9b是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的低频辐射单元辐射方向图；

图9c是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的高频辐射单元辐射方向图；

图10是本申请一种实施方式提供的天线的回波损耗曲线图；

图11是本申请一种实施方式提供的天线之第二种反射体的结构图；

图12是本申请一种实施方式提供的天线之第三种反射体的结构图；

图13是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线和反射体连接的结构图；

图14是本申请一种实施方式提供的天线中一种第一辐射体的结构图；

图15是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的结构图；

图16是本申请一种实施方式提供的天线中第二天线的结构图；

图17是本申请一种实施方式提供的天线中天线模组的结构俯视图；

图18是本申请一种实施方式提供的天线中天线模组的结构主视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。

随着通信技术的发展，家庭场景式的无线通信传输需求也越来越大。如图1所示，本申请提供的一种无线网络设备200，其内部设置的天线(图中未示出)具有良好的水平全向性和垂直定向性，能够契合不同家庭场景下的无线通信需求。通常大部分普通家庭户型是单层户型的，该户型对于家庭无线通信的覆盖需求集中在水平全向，即同一楼层户型内的不同房间都能够被无线网络设备200所覆盖。而对于一些复式或者别墅户型家庭而言，还要满足无线网络的垂直覆盖功能，实现不同楼层的无线通信，此时就需要无线网络设备200的能量集中性好，具有垂直定向特征。

在一个具体的实施例中，如图2所示，无线网络设备200包括设置在基板140上的天线100、用于对天线100进行激励的第一馈线110、第二馈线120和馈电网络160。在本实施例中，天线100包括第一天线10和第二天线20。当馈电网络160的信号输入，第一天线10和第二天线20被激励，获得第一天线10和第二天线20在不同频率下的谐振模式，实现第一天线10的垂直定向辐射和第二天线20的水平全向辐射，确保了在不同频段下，无线网络设备200的水平全向和垂直定向功能。

需要说明的是，本申请所涉及的天线100可以为印刷偶极子天线，即通过印制微带线的方式制作在介质板表面，也可以为立体金属天线架构。与传统的偶极子天线相比，一方面其体积更小、重量更轻，且易于集成；另一方面印刷偶极子天线的带宽相对较宽，且辐射方向稳定，便于极化设计。

一种可能的实施方式中，如图3和图4所示，天线100印制在基板140的工作板面上，天线100包括第一天线10和第二天线20。具体的，第一天线10包括第一辐射单元11和反射体15，第一辐射单元11是由两个第一辐射臂112组成的偶极子，两个第一辐射臂112的形状结构相同且中间设有缝隙113，第一辐射单元11的两个第一辐射臂112具体可以呈条形或矩形，且它们的延伸方向均垂直于第一轴线X。在具体的实施例中，第一辐射单元11的两个第一辐射臂112共线，共线的两个第一辐射臂112构成便于极化的偶极子对。如图4和图14所示，另一种实施方式中，第一辐射单元11的第一辐射臂112均包括第一部分1121和第二部分1122，第一部分1121呈方形，靠近第一轴线X，第二部分1122连接至第一部分远离第一轴线X的一侧，第二部分呈L形。对于第一辐射单元11，采用的是中心馈电模式，即用于对第一天线10馈电的第一馈电点191和第二馈电点192位于两个第一辐射臂112相对的中心区域，通过对第一辐射单元11中第一辐射臂112的尺寸调整，确保其工作频率为高频6G频段。如图所示，在中心馈电模式下，两个第一辐射臂112构成边射阵，此时第一辐射臂112上的电流流向相同。通过对第一辐射单元11馈电，两个第一辐射臂112产生同向电流，并向外辐射电磁场，其波瓣图的主瓣方向指向第一方向，具体到应用场景图1中，第一方向即为楼层间的传播方向，即垂直方向，形成天线100在垂直方向上的辐射。

如图3至图5所示，在第二天线20和第一辐射单元11之间设有反射体15，反射体15包括连接部151和齿部155，齿部155包括多个并排设置且从连接部151朝向第一辐射单元11延伸的梳齿152，且各梳齿152之间设齿间距1528，齿部155面对第一辐射单元11的轮廓包括凹部1551，凹部1551朝向连接部151内凹。具体而言，齿部155面对第一辐射单元11的轮廓可以理解为：各梳齿152朝向第一辐射单元11的端部(此端部指的是图5所示的梳齿的上端面1525)共同形成的轮廓面或轮廓线。如图5所示，所有梳齿152的上端面1525共同形成了齿部155的面对第一辐射单元11的轮廓。

不同于传统设计中的全金属或者等高度的反射体设计，本实施方式是由梳齿152的上端面1525形成一个反射面，由于梳齿152之间存在齿间距1528，则梳齿152的上端面1525形成的反射面是一个间断的反射面。对于传统的全金属或等高度反射体而言，其反射面是一个完整面，当第一辐射体11朝向反射体15辐射时，全金属反射体对于入射波的反射作用是一次性的，这样被反射的入射波的相位是固定的。本实施例中，由梳齿152的上端面1525形成的反射面是一个间断的反射面，其结构的不连续性会增加入射波的反射路径增多，例如有些入射波会被梳齿152的上端面1525反射，有的入射波则穿入梳齿152之间的齿间距1528中，并通过齿间距1528的侧壁(即梳齿152的侧壁1526)进行反射，换言之，梳齿152的设计变相增加了反射面的面积，从而增加了入射波被反射的路径。反射路径的增加，导致反射波的多路叠加，从而提升反射体15对第一辐射单元11的整体反射效果，形成了梳齿状反射体15对第一辐射单元11的垂直定向辐射功能。同时，由梳齿152间隙带来的反射路径增加，除了会导致入射波被反射时相位发生180度的转变，还带来额外的限位变化，即相位变化不等于180度，增强了第一辐射单元11的垂直定向辐射效果。带有梳齿152的反射体15能够增加反射路径可以理解为小肠绒毛增加消化面积的原理，如果小肠表面是光滑的，则消化面积就是固定的，但是对于有了小肠绒毛的小肠而言，其消化面积被大大增加，就像有了梳齿152的反射体15一样，对入射波起到反射效果的就不仅仅是正对第一辐射体11的上端面1525，还包括了梳齿152的侧壁1526，从而提升了入射波被反射的路径可能。

另一方面，齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓朝向连接部151内凹，轮廓内凹的设计在于形成一个反射凹面，在反射凹面的作用下，入射波被反射时具有更好的方向性。反射凹面的设计原理类似汽车前灯的凹面反光罩，对于汽车夜间行驶而言，前方视野是最为关键的，为了增强汽车前灯对前方的探照功能，在前灯的后方设计一个凹面的反光罩，通过凹面反光罩形成对光线的汇聚效果。对于本设计而言，为了更好提升第一辐射单元11的垂直定向辐射功能，在第一辐射单元11的一侧设置轮廓内凹的反射体15，这样就能在增加反射路径的基础上进一步提升反射体15的反射功能，让第一辐射单元11的定向辐射功能增强。在前述的第一天线10设计中，利用梳齿152形成带凹部1551的反射体15不仅增加入射波被反射的路径，额外增加了入射波不同于180度的相位变化值，同时凹部1551设计也进一步提升了反射体15的反射功能，增强了第一辐射单元11的定向辐射功能。

在具体的设计中，由于第一辐射单元11有两个对称的第一辐射臂112形成，为了确保反射凹面对第一辐射单元11反射效果，如图5所示，多个梳齿152对称的分布在连接部151的中轴线两侧，且该中轴线与第一辐射单元11的中轴线X重合，为了方便说明，这里将第一辐射单元11的中轴线X记为第一轴线X。

如图6a和图6b所示，比较了实施例中带有梳齿152结构的反射体15和传统全金属结构的反射体对第一辐射单元11的定向辐射特性的影响。图6a和图6b中的箭头方向代表了感应电流的方向，箭头分布的密集程度代表了感应电流的强度。带有梳齿152结构的反射体15的感应电流分布于每一根梳齿152，即每个梳齿152不仅上端面1525有电流分布，其两侧壁1526都有感应电流分布；而对于传统全金属结构的反射体而言，其感应电流只分布在反射体的最外侧表面，对比感应电流的分布可以看出，带有梳齿152结构的反射体15与第一辐射单元11的相互作用更强。如图7a和图7b所示，图中虚线是带有理想导体(全金属结构)的反射体对应的S参数，图7a和图7b实线中是带有梳齿152结构的反射体15对应的S参数。图7a中S参数代表了通频带内两种不同的反射体在平面波入射下反射波表征的相位差异，从图中的曲线可知，对于任意频率值，虚线和实线之间总是有稳定的相位差值π/12。图7b中S参数的S11参数代表了通频带内两种不同的反射体在平面波入射下反射波表征的反射量取值，从图中曲线可以看出，带有梳齿152结构的反射体15对第一辐射单元11辐射波反射效果提升达到1.5dB。在其他的实施例中，通过调整梳齿152的尺寸形成对凹部1551的改变，可以调整相位差的数值。

在本实施例中，如图3所示，第二天线20是包括高频辐射单元22和低频辐射单元21的双频辐射天线，为了确保第一天线10和第二天线20在不同工作频段下对外辐射不相干涉，需要确保第二天线的高频辐射单元和低频辐射单元与第一天线10的第一辐射单元11极化正交，具体的是第一天线10发生水平极化，第二天线发生垂直极化，二者极化正交。

在对第二天线20进行设计时，第一方面需要满足第一天线10和第二天线20之间的极化正交；第二方面需要保证第二天线20具有高低频段的；第三方面需要降低第二天线20高低频段工作辐射对第一天线10工作的影响。

针对第一个问题，解决的方式是让第一辐射单元11的两个第一辐射臂112的延伸方向与第二天线20中高低频段的偶极子辐射臂的延伸方向垂直。

针对第二个问题，偶极子单元的工作频段与辐射臂的延伸长度有着密切关系，通过调整第二天线20中辐射臂的长度，可以获取高频段和低频段的偶极子单元。

针对第三个问题，由于第二天线20的偶极子单元个数至少为两个，即一个高频偶极子单元22和一个低频偶极子单元21，这两个偶极子单元的延伸方向又需要和第一辐射单元11的第一辐射臂112的极化方向垂直。为了减少第二天线20高低频段工作辐射对第一天线10工作的影响，高频偶极子单元22和低频偶极子单元21需要对称分布。如图3所示，让第一辐射单元11的两个第一辐射臂112关于第一轴线X对称，第二天线20的两个高频偶极子单元22和两个低频偶极子单元21也都相对第一轴线X对称分布。两个高频偶极子单元22由于关于第一轴线X对称分布，且两个高频偶极子单元22的尺寸相同，根据对称原理，两个高频偶极子单元22对第一天线10的影响被降到最低。同理，关于第一轴线X对称分布的两个低频偶极子单元21对第一天线10的影响也被降到最低。

通过上述设计可以得到与第一天线10极化正交的第二天线20。如图1所示，实施例中的第二天线20是由偶极子单元形成的双频天线，两个偶极子单元的工作频段为高频，两个偶极子的工作频段为低频，两个高频偶极子单元22和两个低频偶极子单元21都相对于第一轴线X对称，这样形成的第二天线20就可以与第一天线10发生极化正交，同时第二天线20还可以在两个不同频段工作。本实施例的应用场景为家庭无线网络，常用的工作频段为低频Wifi2.45G和高频WiFi5G，在其他的场景中高频可以对应Wifi6G，具体的高频工作频段可以根据实际需要确定。

为了更好的理解实施例中第一天线10中梳齿152状反射体15以及第二天线20所带来的有益效果，下面结合天线100上的电流分布、S参数以及方向图进行具体说明。

请一并参阅图8a-图8c，图中箭头分布是第一天线10和第二天线20上表面电流分布，其表现了第一辐射单元11和第二天线20中辐射单元在相应工作频率上的电流分布，图8a电流分布图显示的是第二天线20在2.5G低频频段下的电流分布和走向，从图中可以看出此时第二天线20中主要工作单元是低频偶极子单元21，其辐射臂都分布有电流；图8b电流分布图显示的是第二天线20在6.5G第二高频频段下的电流分布和走向，从图中可以看出此时第二天线20中主要工作单元是高频偶极子单元22，其辐射臂都分布有电流；图8c电流分布图显示的是第一天线10在6.5G的高频频段下的电流分布和走向，从图中可以看出此时第二天线20中主要工作单元是第一辐射单元11，其第一辐射臂112都分布有电流。对比三张电流分布图可以看出，在图8a和图8b中，第一天线10上没有分布电流或只有少数电流分布，在图8c中，第二天线20上没有电流分布，因此可以知道第一天线10和第二天线20的极化性好，在不同频段下工作的第一天线10和第二天线20之间电流分布独立，相互影响较小。

具体的，图9a、图9b和图9c是第一天线10和第二天线20在对应频率下的天线辐射方向图，图9a是第一天线10的方向图，从方向图可以看出水平极的第一天线10具有向上定向辐射特性，图9b是第二天线20的低频辐射单元21的方向图，图9c是第二天线20的高频辐射单元22的方向图，可以看出垂直极化的第二天线20具有类偶极子全向辐射性能，其辐射方向图与传统的单频或者双频偶极子天线基本一致，因此由第一天线10和第二天线20构成的天线100具有垂直方向上(第一天线10)的定向辐射性能和水平方向上(第二天线20)的全向辐射性能。

如图10所示，图中曲线主要是天线100的回波损耗曲线S11和S22，,端口1是包含低频2.45G和高频6.5G-1的天线馈电口，对应第二天线20；端口2是包含高频6.5G-2的天线馈电口，对应第一天线10。根据图中天线的回波损耗曲线S11和S22可以看出，S11对应有两个凹点，对应着两个频点的谐振带(小于-10dB)，即第二天线20的工作频段覆盖了低频(2.45G)和高频(6.5G-1)。S22只有一段曲线的纵坐标取值小于-10dB，只对应一个谐振带，即第一天线1具有高频(6.5G-2)的工作频段。同时图中的点划线代表了采用理想导体(传统全金属结构)结构的反射体，实线代表采用梳齿152结构的反射体15，对比两条S22曲线可以知道，采用梳齿152结构的反射体15让第一天线10的工作带宽更宽。对于第二天线20，从图中可以看出，其覆盖了低频(2.45G)和高频(6.5G-1)，具有双频段特性。因此包含了第一天线10和第二天线20的天线100具有三频双极化特性。

本实施例中的天线100不仅具有三频双极化特性，更重要的是，第一天线10中的反射体15具有梳齿152结构的轮廓的凹部1551，该反射体15能够极大地增强反射体15对第一辐射体11辐射波的反射效果，强化了第一天线10在垂直方向上的定向辐射功能，同时该反射体15也隔绝了第一辐射体11向下辐射时对垂直极化的第二天线20的影响。

在一个可能的实施例中，多个梳齿152中的至少两个梳齿152具有不同的延伸长度。这里的延伸长度是指梳齿152与连接部151相接的齿根1524到梳齿152的上端面1522间的长度。如图3和图4所示，实施例中利用不同延伸长度的梳齿152形成齿部的轮廓的凹部1551，实施例中形成轮廓的凹部1551的梳齿152分为三档，第一延伸长度的多个第一梳齿1521，第二延伸长度的多个第二梳齿1522，第三延伸长度的多个第三梳齿1523，其中第一延伸长度小于第二延伸长度，第二延伸长度小于第三延伸长度，即由梳齿152形成的轮廓的凹部1551为三层阶梯状分布。为了确保反射体15对第一辐射单元11反射效果的对称性，至少一个第一梳齿1521的齿根1524与连接部151的中心区域对接，即至少一个第一梳齿1521位于在整个齿部的中心区域，形成第一梳齿区域。若第一梳齿1521的数量为奇数，则有一个第一梳齿1521与第一轴线X重合，其余的第一梳齿1521对称分布在与第一轴线X重合的第一梳齿1521的两侧；若第一梳齿1521的数量为偶数，偶数个第一梳齿1521分为两组，两组第一梳齿1521对称分布在第一轴线X的两侧。对于具有第二延伸长度的多个第二梳齿1522而言，其对称分布在由至少一个第一梳齿1521形成的第一梳齿区域，优选的多个第二梳齿1522的数量为偶数个，偶数个第二梳齿1522被分为两组，两组第二梳齿1522对称分布在第一梳齿区域的两侧，此时在第一梳齿区域两侧分布的多个第二梳齿1522形成两个第二梳齿区域。对于具有第三延伸长度的多个第三梳齿1523而言，其对称分布在由多个第二梳齿1522形成的第二梳齿区域两侧，优选的多个第二梳齿1522的数量为偶数个，偶数个第三梳齿1523被分为两组，两组第三梳齿1523对称分布在第二梳齿区域的两侧，此时两侧分布的多个第三梳齿1523形成两个第三梳齿区域。由于第一梳齿区域、第二梳齿区域、第三梳齿区域具有不同的延伸长度，其所形成的边界轮廓为中间凹陷的三层阶梯，即形成轮廓的凹部1551。通过阶梯型的轮廓的凹部1551，达成了反射体15对第一辐射单元11辐射波的反射汇聚效果，增强了第一辐射单元11的定向辐射功能。在上述的实施例中，连接部151远离齿部155的表面为第一表面1511，第一表面1511呈平面状，每个连接部151上梳齿152的齿根1524距离第一表面1511的垂直1512距离相等。在该实施方式中，是通过设计高度不等的梳齿152，让齿根1524对齐，齿冠1527呈高低不等的分布，形成齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓的凹部1551。在具体的实施例中第一梳齿1521的延伸长度可以为零，此时由该区域的第二表面1512起反射作用。

在另一种可能的实施例中，如图11所示，所示多个梳齿152的延伸长度相同，即第一梳齿1521、第二梳齿1522和第三梳齿1523的延伸长度相同，此时连接部151用于连接梳齿152的第二表面1512的轮廓形状与齿部155面对所述第一辐射单元11的一侧的轮廓相同的，只需调整第二表面1512的轮廓形状就可以得到对应的轮廓的凹部1551。将多个梳齿152设计为相同的形状尺寸，同样的规格易于加工，具体而言，反射体15为立体结构的情况下，可以将连接部151和梳齿152分体制作，这样统一制作多个同样尺寸的梳齿152，易于制作，再将梳齿152固定至连接部151的第二表面1512，可以通过焊接固定，或者粘接固定，或磁吸的方式固定由此形成齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓的凹部1551。

上述两个实施例中，轮廓的凹部1551的形成都是主要分为梳齿152延伸长度相同和梳齿152延伸长度不同的两种情形，当梳齿152延伸长度不同时，只需要将不同延伸长度的梳齿152按照中间短两侧长的方式分布即可得到齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓的凹部1551；当梳齿152延伸长度相同时，通过调整连接部151的形状实现齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓的凹部1551。具体的调整方式有让连接部151与齿根1524连接的第二平面1513设计成一个凹面，这样延伸长度相同的梳齿152就能形成与该凹面对应的轮廓的凹部1551。实施例中，为了让梳齿152上电流分布均匀，梳齿152的两侧壁1526与梳齿152的延伸方向平行。由图6a和图6b中可以看出，反射体15中电流分布与梳齿152紧密相连，而对于金属导体而言，其移动电荷总是分布在外侧壁，所以梳齿152的侧壁1526的方向对于梳齿152中电流的分布有很大影响，为了让梳齿152中电流的分布均匀，确保反射体15对第一辐射单元11的定向辐射增强，本实施例中的梳齿152的两侧壁1526采取与梳齿152的延伸方向平行设置的方式。

在上述的实施例中，如图5和图11所示，轮廓的凹部1551呈阶梯状，此时的梳齿152大致为长方体或长方形，每个梳齿152包括上端面1525(或端线)及连接在上端面1525(或端边)与齿根1524之间的侧壁1526(或侧边)，本实施方式中，上端面1525(端边)为平面(直线)，侧壁1526(侧边)平行于第一轴线X，这样延伸长度不等的梳齿的齿冠1527之间就形成了阶梯状排列，进而形成齿部155面对第一辐射单元11的一侧的轮廓的阶梯凹部1551。对于基板印刻天线而言，天线100被印制在基板140上，其厚度很薄，梳齿152的上端面1525和侧壁1526可以理解成端线1525和侧边1526。

在另一个具体的实施例中，如图12所示，凹部1551包括呈圆滑过渡的弧形，每个梳齿152包括面对第一辐射单元155的上端面1525(或端边)及连接在上端面1525(或端边)和齿根1524之间的侧壁1527(侧边)，两个侧壁1527(侧边)尺寸不等，相对梳齿152的延伸方向，上端面1525(端边)呈倾斜状延伸，即与其中一个侧壁1527(或侧边)之间的夹角为锐角，上端面1525(端边)可以为倾斜的平面(直线)或者弧面(弧线)，多段倾斜的平面(直线)或弧面(弧线)共同形成圆滑过渡的弧形凹部1551。

在其他的具体实施例中，凹部1551包括与梳齿152的延伸方向夹角呈锐角的直线；或者，凹部1551包括与梳齿152延伸方向夹角呈锐角的直线及延伸方向垂直的直线的组合；或者，凹部1551包括与梳齿152延伸方向夹角呈锐角的直线及圆滑过渡的弧线的组合。图中三种凹部1551的设计都是为了提升反射体15对第一辐射单元11的定向辐射增强，对于凹部1551中凹陷的方式可以有多种，如图中所示的凹部1551由倾斜的直线构成，也可以是由弧线构成，也可以是倾斜的直线与弧线组合构成，不管组合的方式是怎样，其目的都在于构造让齿部155具有一个轮廓的凹部1551，从而在大体上形成对第一辐射单元11的凹形反射面。

在上述的实施例中，梳齿152的延伸长度不超过第一辐射单元11的谐振中心频率的四分之一波长。如图8c和图10所示，第一辐射单元11的高频频段在6G附近，对于梳齿152而言，其延伸长度的最高值不能超过6G高频频段中心频率的四分之一波长，具体的以三层阶梯形凹部为例，其第三梳齿1523的延伸长度不能超过6G高频频段中心频率的四分之一波长；如果第三梳齿1523的延伸长度达到6G高频频段中心频率的四分之一波长，则第三梳齿1523的谐振频率会和辐射波的频率相近，此时第三梳齿1523对第一辐射单元11辐射的电磁波起到接收作用，而不能发生反射功能，同样如果第三梳齿1523的延伸长度大于6G高频频段中心频率的四分之一波长，则比第三梳齿1523延伸长度小的其他梳齿152也会出现谐振情形，进而影响反射体15对第一辐射单元11的定向辐射增强。如图5所示，对于不同梳齿152的宽度和间隔保持一致，这样不同梳齿152在沿着延伸方向上的反射效果保持一致，具体的不同梳齿152的宽度和间隔取值小于第一辐射单元11的谐振中心频率的十分之一波长。在具体的实施例中可以通过仿真软件对第一辐射单元的带宽和增益进行分析，从而获取合适的梳齿152宽度和间隔。在一个具体的实施例中，对于带梳齿的阶梯结构设计，考虑到最小两阶变化以及反射体整体的宽度尺寸，各梳齿152的宽度不超过第一辐射单元11谐振中心频率的十分之一波长。以高频6.5G为例，则反射体15的宽度为半波长23mm，选用阶梯梳齿结构则至少需要3个梳齿152和2个齿间距1528的宽度，平均考虑一共5个宽度值，即每个齿间距的宽度最大为十分之一波长4.6mm。

在一个可能实现的实施例中，如图3和图13所示，连接部151与第二天线20连接，高频辐射单元22包括高频上辐射体221和高频下辐射体222，低频辐射单元21包括低频上辐射体211和低频下辐射体212，高频上辐射体221连接至低频上辐射体211，且高频上辐射体221分布在低频上辐射体211的两侧，高频下辐射体222连接至低频下辐射体212，且高频下辐射体222分布在低频下辐射体212的两侧，反射体15的连接部151连接至低频上辐射体211，高频下辐射体222和低频下辐射体212构成下支节，高频上辐射体221和低频上辐射体211构成上支节，上支节位于反射体15和下支节之间。在将反射体15的连接部151与低频上辐射体211连接以后，实现第二天线20结构不对称但具有对称电流分布的类偶极子辐射特性，从图可以看出，将反射体15与低频上辐射体211连接的关键在于确保第二天线20上的电流对称分布，要确保第一天线10中水平极化的第一辐射单元11和第二天线20中垂直极化的低频偶极子单元21相互不影响,从而实现天线100的高集成设计，该结构是基于极化正交和等电流分布的一体化架构，实现第一辐射单元11和第二天线20高隔离的极化分集和空间分集，将反射体15与低频上辐射体211末端直接进行融合合二为一，实现对称双频偶极子与高增益定向天线的一体化三频双极化集成的双馈设计。具体的，第二天线20以第二轴线Y为中心呈对称结构，低频上辐射体211包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2111，高频上辐射体221包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2211，高频上辐射体221的辐射臂2211之面对下支节的一端和低频上辐射体2111的辐射臂2111之面对下支节的一端通过第一连接臂26连接，第一连接臂26垂直于第二轴线Y。低频下辐射体212包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2121，高频下辐射体221包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2211，高频下辐射体221的辐射臂2211之面对上支节的一端和低频下辐射体212的辐射臂2121之面对上支节的一端通过第二连接臂27连接，第二连接臂27平行于第一连接臂。通过第一连接臂26和第二连接臂27将高频偶极子单元22和低频偶极子单元21中靠近第一天线10的辐射臂连为一体，高频偶极子单元22和低频偶极子单元21中远离第一天线10的辐射臂连为一体，通过这样的设计不仅能够确保了第二天线20上每个辐射臂电流的对称分布，同时又有利于第二天线20的集成化设计，降低第二天线20的尺寸。在具体的实施例中，为了确保第一天线10和第二天线20的正交极化，第一天线10的第一轴线X与第二天线20的第二轴线Y重合。

在一种可能的实施例中，如图3所示，天线100中连接部151与第一辐射单元11的距离d取值小于第一辐射单元11波长与第二天线20的低频辐射单元21的低频谐振波长之和的四分之一，在第一天线10的定向辐射设计中，第一辐射单元11与反射体15的距离d为中心频率的四分之一波长，此时来回双程距离下的相位变化为180度，再加上反射体15产生的反相作用，实现反射信号和辐射信号满足360度变化，同相叠加，因此反射体的连接部与第一辐射单元的距离取值小于第一辐射单元谐振波长与低频辐射单元低频谐振波长之和的四分之一。这样设计的优势在于反射体15不会因为第一天线10的辐射波发生谐振，导致反射效果降低。如图8a至图8c所示，第二天线20中的低频偶极子单元21或高频偶极子单元22上分布电流时，第一天线10的第一辐射体11上没有电流分布；同样，当第一天线10的第一辐射体11上有电流分布时，第二天线20中的低频偶极子单元21或高频偶极子单元22上没有电流分布。

在一种可能的实施例中，如图3所示，高频偶极子单元22与第一轴线X的距离大于低频偶极子单元21与第一轴线X的距离，从图中可以看出，低频偶极子单元21的辐射臂要大于高频偶极子单元21的辐射臂，同时低频辐射臂211是要与反射体15连接，所以将低频偶极子单元21设计的更靠近第一轴线X可以减少低频偶极子单元21对高频偶极子单元22的影响。如果低频偶极子单元21位于外侧，则当其与反射体15连接后，会形成一个将高频偶极子单元22包围在内的闭合回路，直接导致低频偶极子单元21与高频偶极子单元22的相互干涉影响。

在一个可能的实施例中，如图3和图14所示，第一辐射单元11靠近第二天线20的一侧设有方向平衡巴伦结构12，平衡巴伦结构12包括第一连接端121、第二连接端122和连接在二者之间的延伸线123，第一连接端121连接至第一辐射单元11的一个第一辐射臂112，第二连接端122连接至第一辐射单元11的另一个第一辐射臂112。第一连接端121和第二连接端122对称分布在第一轴线X的两侧。延伸线123的延伸轨迹可以呈矩形、圆形、蜿蜒形状等，本申请不对此做限定，延伸线123亦以第一轴线X为中心对称分布。一种具体的实施方式中，延伸线123包围形成细长的长方形架构，长方形架构的延伸方向垂直于第一轴线X。对于实施例中的第一辐射单元11而言，其Q值(品质因数)偏高，因此会带来阻抗带宽窄的问题。传统的方法是增加高介电常数的介质板或者增加介质基板的厚度来降低第一辐射单元11的Q值，但是这样设计会导致成本和重量的增加。所以本实施例中采用了平衡-不平衡转换结构，即平衡巴伦结构12。平衡巴伦结构12的设计一方面让整个第一天线10上的电流幅度相同，另一方面也可以进行阻抗变换，第一辐射单元11的两个第一辐射臂112分别与馈电线缆的内外导体相连，两个第一辐射臂112的相位相差180度，对于第一天线10而言，其对称性越好，其相差越稳定，实施例通过平衡巴伦结构12的180度相位延长线连接两个第一辐射臂112，能够更好的保持第一天线10的平衡性。

在一个可能的实施例中，如图13所示，低频下辐射体212的辐射臂2121之远离所述上支节的一端均连接一连接段25，连接段25对称分布在第二轴线Y的两侧且共线，目的在于满足辐射性能的前提下实现天线100的小尺寸设计。

在另一个可能的实施例中，如图15所示，第二天线20以第二轴线Y为中心呈对称结构，低频上辐射体211和低频下辐射体212均为以第二轴线Y为对称中心的矩形结构2111/2121，且矩形结构2111/2121的长边方向平行于第二轴线Y，高频上辐射体221包括两条对称分布在第二轴线两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2211，高频上辐射体221的辐射臂2211之面对下支节的一端均通过第一连接臂26连接至低频上辐射体211之面对下支节的一端，第一连接臂26垂直于第二轴线Y且共线。高频下辐射体222包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2221，低频下辐射体212的辐射臂2121之面对上支节的一端均通过第二连接臂27连接至低频下辐射体212之面对上支节的一端，第二连接臂27垂直于第二轴线Y且共线。实施例中，让高频上辐射体221的辐射臂2211和低频上辐射体211的矩形结构2111通过第一连接臂26进行级联，让低频下辐射体212的辐射臂2121和低频下辐射体212的矩形结构2121通过第二连接臂27进行级联，再在第一连接臂26和第二连接臂27上进行馈电，就能获得能够相互分离的高频辐射单元22和低频辐射单元21，从而让高频辐射单元22和低频辐射单元21的辐射效果更为分明。

在另一个可能的实施例中，如图16所示，第二天线20以第二轴线Y为中心呈对称结构，低频上辐射体211包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2111，高频上辐射体221包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2211，高频上辐射体221的辐射臂2211与低频上辐射体211的辐射臂2111互连为一体，低频上辐射体211的辐射臂2111之面对下支节的一端通过第一连接臂26连接，第一连接臂26垂直于第二轴线Y。低频下辐射体212包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2121，高频下辐射体222包括两条对称分布在第二轴线Y两侧且延伸方向平行于第二轴线Y的辐射臂2221，高频下辐射体222的辐射臂2221与低频下辐射体212的辐射臂2121互连为一体，低频下辐射体212的辐射臂2121之面对上支节的一端通过第二连接臂27连接，第二连接臂27平行于第一连接臂26。实施例中让高频上辐射体221的辐射臂2211与低频上辐射体211的辐射臂2111连为一体形成阶梯不连续结构，让高频下辐射体222的辐射臂2221与低频下辐射体212的辐射臂2121互连为一体形成阶梯不连续结构，这样就可以根据不同频率需要的长度来选取阶梯跳变位置，这里的频率选择与辐射波波长的四分之一相关。同时第一连接臂26和第二连接臂27上分别设置馈电点，从而获得相互分离的高频辐射单元22和低频辐射单元21，从而让高频辐射单元22和低频辐射单元21的辐射效果更为分明。

另一方面，本申请提供一种天线模组200，包括第一馈线、第二馈线和上述任一种天线100，第一馈线与第一天线10连接，第二馈线与第二天线20连接。通过第一馈线对第一天线10进行激励，让第一天线10水平极化，通过第二馈线对第二天线20激励，让第二天线20垂直极化，从而构成三频双极化天线。具体的，如图4、图17和图18所示，第一馈线包括第一外导体111、第一内导体113和第一介质绝缘部112，第一外导体111穿设基板140与第一天线10的第一馈电点191电连接，第一馈电点191经由第一介质绝缘部112与第一内导体113的一端连接，第一内导体113另一端与第一天线10的第二馈电点192电连接。第二馈线包括第二外导体121、第二内导体123和第二介质绝缘部122，第二外导体121和第二内导体123贴附于第一平面设置，第二外导体121与第二天线20的第三馈电点(图中未示出)连接，第二介质绝缘部122从第三馈电点上引出，第二介质绝缘部122与第二内导体123的一端连接，第二内导体123的另一端与第二天线20的第四馈电点连接。第一内导体弧形弯折导体。实施例中的第一馈线和第二馈线上有电流经过，必然会导致馈线周围存在电磁场，让第一馈线和第二馈线正交设计目的在于使第一馈线和第二馈线周围的感应场正交，这样感应场之间的相互影响最小，传输效率最高。

在一个具体的实施例中，如图18所示，第一内导体113为弧形弯折导体，第一内导体113垂直穿过基板140并圆弧弯曲后与第一辐射体11的右侧部分连接，有一定弧度能够避免过度弯折造成破坏。

Claims (16)

1.一种天线，其特征在于，包括第一天线和第二天线，所述第一天线包括第一辐射单元和反射体，所述反射体位于所述第二天线和所述第一辐射单元之间，所述反射体包括连接部和齿部，所述齿部包括多个并排设置且从所述连接部朝向所述第一辐射单元延伸的梳齿，且各所述梳齿之间设间隙，所述齿部包括面对所述第一辐射单元的轮廓，各所述梳齿包括面对所述第一辐射单元的端部，所述轮廓为所有的所述端部连接形成，所述轮廓包括凹部，所述凹部朝向所述连接部内凹；

所述第一天线用于连接第一馈线，所述第二天线用于连接第二馈线；

所述第一辐射单元水平极化，所述反射体与所述第一辐射单元共同作用实现所述第一天线的定向辐射性能，所述第二天线垂直极化。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述多个梳齿中的至少两个所述梳齿具有不同的延伸长度。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述多个梳齿包括具有第一延伸长度的至少一个第一梳齿和具有第二延伸长度的至少两个第二梳齿，所述至少两个第二梳齿对称分布在所述至少一个第一梳齿的两侧，所述第一延伸长度小于所述第二延伸长度。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述多个梳齿还包括具有第三延伸长度的至少两个第三梳齿，所述至少两个第三梳齿对称分布在所述至少一个第一梳齿的两侧，且所述第二梳齿位于所述第三梳齿和所述第一梳齿之间，所述第三延伸长度大于所述第二延伸长度。

5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述齿部为以中轴线为中心的对称结构，所述中轴线的延伸方向与所述梳齿的延伸方向相同，垂直于所述中轴线的方向上，所有的所述梳齿的齿根对齐。

6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述凹部包括呈阶梯状的部分；和/或，所述凹部包括呈圆滑过渡的弧形部分。

7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，各所述梳齿的延伸长度不超过所述第一辐射单元的谐振中心频率的四分之一波长。

8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，各所述梳齿的宽度不超过所述第一辐射单元谐振中心频率的十分之一波长；和/或相邻所述梳齿的齿间距不超过所述第一辐射单元的谐振中心频率的十分之一波长。

9.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述连接部与所述第二天线连接。

10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述第二天线包括高频辐射单元和低频辐射单元，所述高频辐射单元和所述低频辐射单元与所述第一天线的第一辐射单元极化正交，所述连接部连接至所述低频辐射单元。

11.如权利要求10所述的天线，其特征在于，所述高频辐射单元包括高频上辐射体和高频下辐射体，所述低频辐射单元包括低频上辐射体和低频下辐射体，所述高频上辐射体连接至所述低频上辐射体，且所述高频上辐射体分布在所述低频上辐射体的两侧，所述高频下辐射体连接至所述低频下辐射体，且所述高频下辐射体分布在所述低频下辐射体的两侧，所述反射体的所述连接部连接至所述低频上辐射体，所述高频下辐射体和所述低频下辐射体构成下支节，所述高频上辐射体和所述低频上辐射体构成上支节，所述上支节位于所述反射体和所述下支节之间。

12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所述第二天线以第二轴线为中心呈对称结构，所述低频上辐射体包括两条对称分布在所述第二轴线两侧且延伸方向平行于所述第二轴线的辐射臂，所述高频上辐射体包括两条对称分布在所述第二轴线两侧且延伸方向平行于所述第二轴线的辐射臂，所述高频上辐射体的辐射臂之面对所述下支节的一端和所述低频上辐射体的辐射臂之面对所述下支节的一端通过第一连接臂连接，所述第一连接臂垂直于所述第二轴线。

13.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述连接部与所述第一辐射单元的距离取值小于所述第一辐射单元谐振波长与所述低频辐射单元低频谐振波长之和的四分之一。

14.一种天线模组，其特征在于，包括第一馈线、第二馈线和如权利要求1-13任一项所述天线，所述第一馈线与所述第一天线连接，所述第二馈线与所述第二天线连接。

15.如权利要求14所述的天线模组，其特征在于，所述天线位于第一平面，所述第一馈线垂直于所述第一平面，所述第二馈线平行于第一平面。

16.一种无线网络设备，包括馈电网络和如权利要求14或权利要求15所述的天线模组，所述馈电网络与所述天线模组的所述第一馈线和所述第二馈线连接，实现对所述第一天线和所述第二天线的激励。

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