CN113161731A - 天线和通讯设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种天线和通讯设备，该天线包括：介质板；接地板，该接地板设置在该介质板上，且该接地板的第一表面与该介质板的第一表面相对，该接地板包括：相交的第一侧边和第二侧边；第一定向天线和第一寄生单元，均印制在该介质板的第一表面上，并靠近该第一侧边和该第二侧边的交点设置，且分别与该接地板电连接，其中，该第一定向天线靠近该第一侧边设置，该第一寄生单元垂直于该第一侧边；该第一定向天线工作于第一频段，该第一频段的波长为λ₁，该第一定向天线的电长度为L₁，L₁满足：

该第一寄生单元的电长度为L₂，L₂满足：

其中，A₁、A₂为预设阈值。该天线，不改变剖面高度的同时，提高了天线的全向辐射性能，有利于设备小型化。

Description

天线和通讯设备

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线和通讯设备。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)设备的内置天线通常采用定向天线，定向天线在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则极小。

然而，实际应该用中用户希望无线局域网设备能够具有全向辐射能力，以便在任何方向都能够取得比较高的增益。

为了提高天线的全向辐射性能，目前普遍的解决方案包括两种：

1、将定向天线设置在电路板四周壳体的侧壁上。同时会使得通讯设备的剖面尺寸增大，使得整机体积过大，成本增加。

2、增加定向天线净空。同样会使得通讯设备整机体积过大，成本增加。

发明内容

本申请实施例提供一种天线和通讯设备，解决了全向天线占用空间大，使得整机体积过大，成本增大的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：第一方面，提供一种天线，包括：介质板；接地板，所述接地板设置在所述介质板上，且所述接地板的第一表面与所述介质板的第一表面相对，所述接地板包括：相交的第一侧边和第二侧边；第一定向天线和第一寄生单元，所述第一定向天线和所述第一寄生单元印制在所述介质板的第一表面上，并靠近所述第一侧边和所述第二侧边的交点设置，且分别与所述接地板电连接，其中，所述第一定向天线靠近所述第一侧边设置，所述第一寄生单元垂直于所述第一侧边；所述第一定向天线工作于第一频段，所述第一频段的波长为λ₁，所述第一定向天线的电长度为L₁，L₁满足：

所述第一寄生单元的电长度为L₂，L₂满足：

其中，A₁、A₂为预设阈值。由此，当第一定向天线工作时，接地板上产生感应电流，接地板上的感应电流和第一定向天线上的电流共同作用下向接地板的右下角定向辐射。第一寄生单元可以抑制所述接地板上的感应电流，使得接地板上的电流受到抑制变小，第一寄生单元上的电流就会相应增大。其中，第一定向天线和第一寄生单元的电长度相同，均约为

使得所述第一定向天线和所述第一寄生单元上的电流分布情况和垂直于所述第一侧边放置的偶极子天线上的电流分布情况相似，所述第一定向天线和第一寄生单元共同作用，产生类偶极子全向特性，在水平面内均匀辐射，提高了天线的全向辐射性能。

上述第一定向天线和第一寄生单元均印制在介质板上，无需改变天线的剖面尺寸，即可提高天线的全向辐射性能，避免整机尺寸增大，有利于设备小型化，降低了生产成本。

一种可选的实现方式中，所述第一侧边和所述第二侧边之间的夹角为直角，所述第一定向天线平行于所述第一侧边，所述第一寄生单元平行于所述第二侧边。第一寄生单元垂直于所述第一侧边，将第一定向天线和第一寄生单元分别靠近接地板的两条侧边设置，与将第一定向天线和第一寄生单元均靠近接地板的第一侧边设置相比，可以减小天线占用的空间，有利于设备小型化。

一种可选的实现方式中，所述第一寄生单元为L形结构或J形结构，其中，所述L形结构或所述J形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。由此，将第一寄生单元设置为L形或J形，减小了“丨”边的长度，可以减小第一寄生单元的对地电容，提高了天线的辐射性能。

一种可选的实现方式中，所述第二侧边上设有第一横臂，所述第一横臂与所述第一侧边平行，所述L形结构或所述J形结构的“丨”边与所述第一横臂连接。由此，通过设置第一横臂，便于第一寄生单元与接地板连接。

一种可选的实现方式中，所述第一定向天线包括：与馈电端口电连接的T形馈电单元，寄生在所述T形馈电单元一侧的主辐射体、所述主辐射体平行于所述第一侧边，且所述主辐射体与所述接地板电连接。由此，第一定向天线结构灵活，可以在接地板上感应出地电流，进而可以通过控制地电流的分布改变天线的辐射性能。

一种可选的实现方式中，所述第一定向天线为倒F形天线，所述倒F形天线包括：主辐射体、连接所述主辐射体和馈电端口的第一竖臂，以及连接所述主辐射体和接地板的第二竖臂，所述主辐射体平行于所述第一侧边。由此，第一定向天线结构灵活，采用倒F形结构时，可以在接地板上感应出地电流，进而可以通过控制地电流的分布改变天线的辐射性能。

一种可选的实现方式中，所述第一寄生单元和所述接地板之间设有第一控制开关。第一控制开关闭合时，该天线能够在水平面全向辐射；第一控制开关断开时，该天线可以定向辐射。由此，通过设置第一控制开关，可以根据需要调整天线的工作模式。

一种可选的实现方式中，还包括：第二寄生单元，平行于所述第一侧边，所述第二寄生单元和所述接地板之间设有第二控制开关，其中，所述第二寄生单元的电长度为L₃，L₃满足：

其中，A₃为预设阈值。由此，当第一定向天线工作时，接地板上产生感应电流，接地板上的感应电流和第一定向天线上的电流共同作用形成定向辐射。第二寄生单元可以抑制所述接地板上的感应电流，使得接地板上的电流受到抑制变小，第二寄生单元上的电流就会相应增大，使得所述第一定向天线和所述第二寄生单元上的电流分布情况和平行于所述第一侧边放置的偶极子天线上的电流分布情况相似，因此，所述第一定向天线和第二寄生单元的辐射特性呈类偶极子特性。接地板作为反射板，在垂直于第一侧边的方向上辐射性能最强，实现了垂直定向辐射。

上述第一定向天线和第一寄生单元均印制在介质板上，无需改变天线的剖面尺寸，即可提高天线的垂直定向辐射性能，避免整机尺寸增大，有利于设备小型化，降低了生产成本。

一种可选的实现方式中，所述第二寄生单元为“一”字形结构。由此，第二寄生单元结构简单，便于组装。

一种可选的实现方式中，还包括：控制单元，所述控制单元用于根据用户的请求信息控制所述第一控制开关和所述第二控制开关的通断；其中，当所述第一控制开关和所述第二控制开关断开时，所述天线工作于第一模式；当所述第一控制开关闭合，所述第二控制开关断开时，所述天线工作于第二模式；当所述第一控制开关断开，所述第二控制开关闭合时，所述天线工作于第三模式；所述第一模式和所述第三模式为定向极化模式，所述第二模式为全向极化模式。其中，用户的请求信息例如包含用户的方位信息，控制模块可以根据用户的方位信息选择相应的极化方向。当用户在通讯设备的水平方向，且用户仅为一个时，可使得天线工作在第一模式。当用户在通讯设备的水平方向，且用户为多个时，可使得天线工作在第二模式。当用户在通讯设备的垂直方向时，可使得天线工作在第三模式。并且，当用户移动时，例如从通讯设备所在的水平方向移动至通信设备的垂直方向时，控制模块可以根据用户的位置信息动态调节天线的工作模式。由此，实现天线极化方向可调，可以动态跟踪用户。

本申请实施例的第二方面，提供一种通讯设备，包括射频模块和如上所述的天线，所述射频模块和所述天线电连接。由此，该通讯设备采用上述天线，提高了全向辐射性能，同时，该天线和接地板印制在介质板上，剖面高度小，有利于通讯设备的小型化。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种通讯设备的结构示意图；

图2为一种天线的结构示意图；

图2a为图2中电路板的电流分布示意图；

图2b为图2中定向天线的电流分布示意图；

图2c为图2中天线的辐射方向图；

图2d为图2中天线的辐射方向图的仿真图；

图3为另一种天线的结构示意图；

图3a为图3中电路板的电流分布示意图；

图3b为图3中天线的辐射方向图；

图4为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图；

图4a为图4中电路板的电流分布示意图；

图4b为图4中天线的辐射方向图；

图4c为图4中定向天线的电流分布示意图；

图4d为图4中天线的辐射方向图的仿真图；

图4e为图4中天线的水平面辐射方向图；

图5为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图6a为图6中电路板的电流分布示意图；

图6b为图6中天线的辐射方向图；

图6c为图6中定向天线的电流分布示意图；

图6d为图6中天线的辐射方向图的仿真图；

图6e为图6中天线的水平面辐射方向图；

图6f为图6中天线在第一模式、第二模式、第三模式下的S参数随频率变化的曲线图；

图6g为图6中天线在第一模式、第二模式、第三模式下的效率随频率变化的曲线图；

图7为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图7a为图7中电路板的电流分布示意图；

图7b为图7中天线的辐射方向图；

图8为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图；

图9a为图9中电路板的电流分布示意图；

图9b为图9中天线的辐射方向图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

偶极子天线：由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。

全向天线：在水平方向图上表现为360°都均匀辐射。波瓣宽度越小，增益越大。

定向天线：在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。波瓣宽度越小，增益越大。

下面结合本申请实施方式中的附图对本申请实施方式进行描述。

首先请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种通讯设备的结构示意图。

本申请实施例提供的通讯设备01包括但不限于无线局域网(WLAN)设备等具有无线通讯功能的电子产品。通讯设备01包括天线模块02、设备主体03和射频模块04。天线模块02和射频模块04均装配于设备主体03上。射频模块04与天线模块02电连接，用以通过馈电端口1001向天线模块02收发电磁信号。天线模块02根据接收的电磁信号辐射电磁波或根据接收的电磁波向射频模块04发送电磁信号，从而实现无线信号的收发。其中，射频模块(RadioFrequencymodule，AFmodule)30为收发器(transmitterand/orreceiver，T/R)等可以发射和/或接收射频信号的电路。

图2为一种天线的结构示意图。如图2所述，天线模块02包括：介质板10，以及设置在介质板10上的接地板20和第一定向天线40。第一定向天线40和接地板20位于同一平面内，第一定向天线40靠近接地板10的左上角设置。

所述第一定向天线40包括：与馈电端口1001电连接的T形馈电单元100，以及寄生在所述T形馈电单元100一侧的主辐射体30。

该天线模块02工作时，第一定向天线40上的电流分布如图2a所示，接地板20上产生感应电流，接地板20上的电流分布如图2b所示，天线辐射的方向图如图2c所示。图2d为该天线的辐射方向图的仿真图。图4e中的线1为该天线模块02在水平面的辐射方向图。

结合图2c、图2d、图4e，该天线的辐射方向图在x轴负方向的辐射强度最强，且天线的方向图和仿真结果一致。

图3为另一种天线的结构示意图。如图3所示，天线模块02包括：介质板10，以及设置在介质板10上的接地板20和第一定向天线40。第一定向天线40和接地板20位于同一平面内，第一定向天线40靠近接地板10的左上角设置。

所述第一定向天线40为倒F形天线。所述倒F形天线包括：主辐射体30、连接所述主辐射体30和馈电端口1001的第一竖臂，以及连接所述主辐射体30和接地板20的第二竖臂，所述主辐射体30平行于所述第一侧边。

该天线模块02工作时，接地板20上产生感应电流，接地板20上的电流分布如图3a所示，天线辐射的方向图如图3b所示。

结合图3b，该天线的辐射方向图在Y轴方向的辐射强度最强。

上述天线模块02中的第一定向天线40，仅在一个方向辐射强度较高，辐射范围较小。现有技术中为了增大天线的辐射范围，则需要增大天线的净空，因此，具有全向辐射能力的天线数量越多，通讯设备的尺寸越大，不利于通信设备尺寸的小型化，增大了生产成本。本申请实施例提供一种通讯设备，提高了天线的全向覆盖能力，且不增大通讯设备的尺寸。

请参见图4、图7。图4是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图。图7为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图。其中，天线模块02与图1所示通讯设备100中的天线模块02相对应。如图4、图7所示，天线模块02包括：介质板10，以及设置在介质板10上的接地板20、第一定向天线40和第一寄生单元60。

其中，接地板20的第一表面与所述介质板10的第一表面相对。本实施例中，介质板10例如为印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)，介质板10的第一表面上设有接地板20。具体的，接地板20的材料可以为金属铜，即接地板20为设于介质板10第一表面上的铜层。一种实施方式中，接地板20印刷于介质板10的第一表面上。在其他实施例中，所述介质板10也可以为其他具有承载作用的基板，所述接地板20的材料也可以为其他导体，本申请对此不作具体限定。

接地板20包括：第一侧边和第二侧边。

需要说明的是，接地板20的第一侧边和第二侧边为相邻的任意两条侧边，且所述第一侧边和所述第二侧边相交。

其中，接地板20第一侧边和第二侧边例如分别包括相对的第一端和第二端，第一侧边的第一端和第二侧边的第一端相交。

所述第一定向天线40所述第一寄生单元60例如靠近所述第一侧边和所述第二侧边的交点设置。

本申请实施例对第一定向天线40和第一寄生单元60的具体位置不做限制，在本申请一种实现方式中，第一定向天线40例如靠近第一侧边的第一端设置，第一寄生单元60例如靠近第二侧边的第一端设置，且第一寄生单元60垂直于所述第一侧边。在本申请的另一种实现方式中，第一定向天线40靠近第二侧边的第一端设置，第一寄生单元60靠近第一侧边的第一端设置，且第一寄生单元60垂直于所述第二侧边。

由此，将第一定向天线40和第一寄生单元60分别靠近接地板20的两条侧边设置，与将第一定向天线40和第一寄生单元60靠近接地板20的一条侧边设置相比，可以减小天线模块02占用的空间。

第一定向天线40和第一侧边的夹角例如大于或等于0°，第一寄生单元60和第二侧边的夹角例如大于或等于0°，本实施例对第一定向天线40与第一侧边之间的夹角，以及第一寄生单元60与第二侧边之间的夹角不做限定。只需使得第一寄生单元60与第一侧边垂直即可。

第一定向天线40至少包括：主辐射体30，本申请实施例对主辐射体30的材质不做限制，第一寄生单元60可以采用和主辐射体30相同的材质。上述第一寄生单元60垂直于第一定向天线40，可以定义为第一寄生单元60垂直于该主辐射体30。

第一定向天线40和第一寄生单元60例如印制在所述介质板10的第一表面上，并分别与所述接地板20电连接。

所述第一定向天线40例如工作于第一频段，所述第一频段的波长为λ₁，所述第一定向天线40的电长度为L₁，L₁满足：

A₁为预设阈值。

所述第一寄生单元60的电长度为L₂，L₂满足：

A₂为预设阈值。

本实施例中，第一频段例如是2.4G频段。在本申请的其他实现方式中，第一频段也可以是5G频段。

电长度是指传播媒质和结构的机械长度(也可称物理长度或几何长度)与该媒质和结构上传播电磁波的波长比值。

本实施例中，第一定向天线40靠近接地板20的左上角，第一定向天线40与馈电端口1001电连接，当第一定向天线40工作时，如图4a和图7a所示，接地板20上产生感应电流，接地板20上的感应电流和第一定向天线40上的电流共同作用下，天线向X轴负方向定向辐射。参见图4c，所述第一寄生单元60可以抑制所述接地板20上的感应电流，使得接地板20上的电流受到抑制变小，第一寄生单元60上的电流就会相应增大。

并且，第一定向天线40和第一寄生单元60的电长度相同，使得所述第一定向天线40和所述第一寄生单元60上的电流分布情况和垂直于所述第一侧边放置的偶极子天线上的电流分布情况相似，所述第一定向天线40和第一寄生单元60共同作用，产生类偶极子全向特性，在水平面内均匀辐射。

其中，图4中天线模块02的辐射方向图如图4b所示。图4d为该天线模块02的辐射方向图的仿真图。图4e中的线2为该天线模块02在XOY平面的辐射方向图。图7中天线模块02的辐射方向图如图7b所示。

根据图4b、图4d和图4e可知，天线的辐射方向图和仿真结果一致，该天线的辐射方向图在XOY平面内均匀向外辐射。

接着参考图7b，可见图7中天线的辐射方向图在XOY平面内均匀向外辐射。

本申请实施例提供的天线，上述第一定向天线40和第一寄生单元60均印制在介质板10上，无需改变天线的剖面尺寸，即可提高天线的全向辐射性能，避免整机尺寸增大，有利于设备小型化，降低了生产成本。

本申请实施例对接地板20的具体结构不做限制。在本申请一种实现方式中，如图4所示，接地板20例如为规则的矩形。接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。其中，第一侧边的第一端和第二侧边的第一端相交，第一定向天线40例如靠近第一侧边的第一端设置，且第一定向天线40平行于该第一侧边。第一寄生单元60例如靠近第二侧边的第一端设置，且第一寄生单元60平行于该第二侧边。

需要说明的是，第一侧边和第二侧边可以是直线，也可以是曲线。第一定向天线40和第一寄生单元60靠近第一侧边和第二侧边的交点位置，且位于接地板20的外侧。

本申请实施例对第一定向天线40的具体结构不做限制。在本申请一种实现方式中，如图4、图5、图6所示，接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。所述第一定向天线40包括：与馈电端口1001电连接的T形馈电单元100，寄生在所述T形馈电单元100一侧的主辐射体30，其中，所述主辐射体30平行于所述第一侧边，且所述主辐射体30与所述接地板20电连接。

本申请实施例对所述主辐射体30的具体结构不做限制。在本申请一种实现方式中，所述主辐射体30为“一”字形结构。在本申请另一种实现方式中，所述主辐射体30包括：与第一侧边平行的第一枝节和与第一侧边平行的第二枝节，以及连接第一枝节和第二枝节的第三枝节。由此，通过设置多个枝节，可使得主辐射体30与馈电单元100的感应部分相对，提高了天线的辐射性能。

在本申请另一种实现方式中，如图7、图8、图9所示，接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。所述第一定向天线40为倒F形天线。所述倒F形天线包括：主辐射体30、连接所述主辐射体30和馈电端口1001的第一竖臂，以及连接所述主辐射体30和接地板20的第二竖臂，所述主辐射体30平行于所述第一侧边。

其中，所述主辐射体30例如为“一”字形结构。

本申请实施例对第一寄生单元60的具体结构不做限制。在本申请一种实现方式中，如图7、图8、图9所示，接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。所述第一寄生单元60为L形结构。所述L形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。

在本申请另一种实现方式中，如图4、图5、图6所示，接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。所述第一寄生单元60为J形结构，其中，所述J形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。

由此，将第一寄生单元设置为L形或J形，减小了“丨”边的长度，可以减小第一寄生单元的对地电容，提高了天线的辐射性能。

本申请实施例对第一寄生单元60与接地板20的连接结构不做限制。示例性的，如图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，接地板20的第一侧边和第二侧边之间的夹角为直角。所述第二侧边上设有第一横臂50，所述第一横臂50与所述第一侧边平行，所述第一寄生单元的“丨”边与所述第一横臂50连接。

此外，如图5、图8所示，所述第一寄生单元60和所述接地板20之间例如设有第一控制开关70。本实施方式所述天线中，采用所述第一控制开关70控制所述第一寄生单元60和所述接地板20之间的电连接状态，即控制所述第一寄生单元60和所述接地板20之间的导通状态，以在所述天线工作时可根据具体需求选择所述第一寄生单元60和所述接地板20的通断，来控制所述第一寄生单元60是否改变所述第一定向天线40发射的电磁波的极化方向。

一种实施方式中，第一控制开关70为PIN型二极管。在其他实施方式中，所述第一控制开关70还可以为微型机电系统(MEMS，Micro Electro Mechanical System)开关或光电开关等能对通断状态进行切换的开关。

本实施例中，第一定向天线40由主辐射体30、第一控制开关70和第一寄生单元60组成。主辐射体30的电长度L₃₀等于第一寄生单元60的电长度L₆₀和第一控制开关70的电长度L₇₀之和，即L₃₀等于L₆₀+L₇₀。具体的，第一寄生单元60的电长度和第一控制开关70的电长度之和约为所述第一频段的波长的四分之一，即L₆₀+L₇₀约等于λ₁/4。

当第一控制开关70断开时，第一寄生单元60与接地板20断开，即第一反射器3与接地板20之间处于断开状态。所述天线工作于第一模式。

当第一控制开关70闭合时，第一寄生单元60与接地板20电连接，即第一寄生单元60与接地板20之间处于导通状态。频率在所述第一频段内的电磁波在第一寄生单元60上产生的感应电流可在第一寄生单元60和接地板20之间流动，所述天线工作于第二模式。

所述第一模式为定向极化模式，所述第二模式为全向极化模式。

由此可知，本实施例所示天线工作时，可根据具体需求控制第一寄生单元60与接地板20的通断，来控制第一寄生单元60是否对接地板20上的电流进行抑制，决定第一定向天线40在所述第一频段下是产生全向波束还是定向波束。

本申请实施例还提供一种天线。所述天线包括：如上所述的第一定向天线40、第一寄生单元60，在此不再赘述。此外，如图6所示，该天线还包括：第二寄生单元80，所述第二寄生单元80平行于所述接地板20的第一侧边，其中，所述第二寄生单元80的电长度为L3，L3满足：

其中，A3为预设阈值。

本实施例中，第一定向天线40与馈电端口1001电连接，当第一定向天线40工作时，如图6a和图9a所示，接地板20上产生感应电流，接地板20上的感应电流和第一定向天线40上的电流共同作用形成定向辐射。如图6c所示，当加入第二寄生单元80之后，所述第二寄生单元80可以抑制所述接地板20上的感应电流，使得接地板20上的电流受到抑制变小，第二寄生单元80上的电流就会相应增大，使得所述第一定向天线40和所述第二寄生单元80上的电流分布情况和平行于所述第一侧边放置的偶极子天线上的电流分布情况相似，因此，所述第一定向天线40和第二寄生单元80的辐射特性呈类偶极子特性。接地板20作为反射板，在垂直于第一侧边的方向上辐射性能最强，实现了垂直定向辐射。

其中，图6中天线模块02的辐射方向图如图6b所示。图6d为该天线模块02的辐射方向图的仿真图。图6e中的线3为该天线模块02在XOZ平面的辐射方向图。图9中天线模块02的辐射方向图如图9b所示。

根据图6b、图6d和图6e可知，天线的辐射方向图和仿真结果一致，该天线在Z方向辐射强度最大。

接着参考图9b，可见图9中天线的辐射方向图在垂直于XOY的方向上，也即Z轴方向辐射强度最高。

上述第一定向天线40和第一寄生单元60均印制在介质板10上，无需改变天线的剖面尺寸，即可提高天线的在垂直于第一侧边方向的辐射性能，避免整机尺寸增大，有利于设备小型化，降低了生产成本。

其中，所述第二寄生单元80和所述接地板20之间设有第二控制开关90。

本实施例中，主辐射体30的电长度L₃₀等于第二寄生单元80的电长度L₈₀和第二控制开关90的电长度L₉₀之和，即L₃₀等于L₈₀+L₉₀。具体的，第二寄生单元80的电长度和第二控制开关90的电长度之和约为所述第一频段的波长的四分之一，即L₈₀+L₉₀约等于λ₁/4。

当所述第一控制开关70和所述第二控制开关90断开时，所述天线工作于第一模式。

当所述第一控制开关70闭合，所述第二控制开关90断开时，所述天线工作于第二模式。

当所述第一控制开关70断开，所述第二控制开关90闭合时，所述天线工作于第三模式。

所述第一模式和所述第三模式为定向极化模式，图6中的天线在第一模式下向X轴负方向定向辐射，图9中的天线在第一模式下向Y方向定向辐射。图6中的天线在第三模式下向Z轴方向定向辐射，图9中的天线在第三模式下向Z方向定向辐射。所述第二模式为全向极化模式。图6中的天线在第二模式下在XOY平面全向辐射，图9中的天线在第二模式下在XOY平面全向辐射。

在本申请一种实现方式中，该天线还包括控制模块，所述控制模块用于接收用户的请求信息，并根据用户的请求信息切换天线的工作模式。

其中，用户的请求信息例如包含用户的方位信息，控制模块可以根据用户的方位信息选择相应的极化方向。

例如，当用户在通讯设备的水平方向，且用户仅为一个时，可使得天线工作在第一模式。

当用户在通讯设备的水平方向，且用户为多个时，可使得天线工作在第二模式。

当用户在通讯设备的垂直方向时，可使得天线工作在第三模式。

并且，当用户移动时，例如从通讯设备所在的水平方向移动至通信设备的垂直方向时，控制模块可以根据用户的位置信息动态调节天线的工作模式。

由此，实现天线极化方向可调，可以动态跟踪用户。

在本申请一种实现方式中，接地板20为规则的矩形。接地板20的尺寸例如为：130mm*200mm。第一定向天线40、第一寄生单元60、第二寄生单元80的总尺寸为58mm*25mm。

第一定向天线40、第一寄生单元60和第二寄生单元80例如靠近接地板20的左上角设置。

其中，所述第一定向天线40包括：与馈电端口1001电连接的T形馈电单元100，寄生在所述T形馈电单元100一侧的主辐射体30，其中，所述主辐射体30平行于所述第一侧边，且所述主辐射体30与所述接地板20电连接。

所述第一寄生单元60例如为J形结构，其中，所述J形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。

所述第二寄生单元80与第一侧边平行，且与接地板20电连接。

本申请实施例中的天线工作时，当所述第一控制开关70和所述第二控制开关90断开时，所述第一定向天线40和所述第一寄生单元60上的电流分布情况如图2c所示，所述天线的方向图如图2c和图2d所示。

当所述第一控制开关70闭合，所述第二控制开关90断开时，所述天线工作于第二模式，所述第一定向天线40和所述第一寄生单元60上的电流分布情况如图4c所示，所述天线的方向图如图4b和图4e所示。

当所述第一控制开关70断开，所述第二控制开关90闭合时，所述天线工作于第三模式，所述第一定向天线40和所述第一寄生单元60上的电流分布情况如图6c所示，所述天线的方向图如图6b和图6e所示。

图4e为天线在第一模式、第二模式的水平面辐射图。图6e为天线在第二模式、第三模式下方向图的垂直面辐射图。

图6f为天线在第一模式、第二模式、第三模式下的S参数随频率变化的曲线图。S参数的全称为Scatter参数，即散射参数。

S11是S参数中的一个，表示回波损耗特性，一般通过网络分析仪来看其损耗的dB值和阻抗特性。S11用于表征天线的发射效率，S11值越大，表示天线本身反射回来的能量越大，这样天线的效率就越差。

其中，天线的S参数在整个2.4G～2.5G频段范围内满足S11＜-10dB。

图6g为天线在第一模式、第二模式、第三模式下的效率随频率变化的曲线图。

其中，天线效率是指天线辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。天线在第一模式、第二模式、第三模式下的效率均大于60％。

由此，可以根据用户的请求信息控制第一控制开关和第二控制开关的通断，从而动态调节天线的工作模式，提高了通讯设备的辐射性能，提高了用户体验。

在本申请另一种实现方式中，接地板20为规则的矩形。接地板20的尺寸例如为：130mm*200mm。第一定向天线40、第一寄生单元60、第二寄生单元80的总尺寸为58mm*25mm。

第一定向天线40、第一寄生单元60和第二寄生单元80例如靠近接地板20的左上角设置。

其中，所述第一定向天线40为倒F形天线。所述倒F形天线包括：主辐射体30、连接所述主辐射体30和馈电端口1001的第一竖臂，以及连接所述主辐射体30和接地板20的第二竖臂，所述主辐射体30平行于所述第一侧边。

所述第一寄生单元60例如为L形结构，其中，所述L形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。

所述第二寄生单元80与第一侧边平行，且与接地板20电连接。

本申请实施例中的天线工作时，当所述第一控制开关70和所述第二控制开关90断开时，所述接地板20上的电流分布情况如图3a所示，所述天线的方向图如图3b所示。

当所述第一控制开关70闭合，所述第二控制开关90断开时，所述天线工作于第二模式，所述接地板20上的电流分布情况如图7a所示，所述天线的方向图如图7b所示。

当所述第一控制开关70断开，所述第二控制开关90闭合时，所述天线工作于第三模式，所述接地板20上的电流分布情况如图9a所示，所述天线的方向图如图9b所示。

由此，可以根据用户的请求信息控制第一控制开关和第二控制开关的通断，从而动态调节天线的工作模式，以提高通讯设备的辐射性能，提高了用户体验。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，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以所述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：

介质板；

接地板，所述接地板设置在所述介质板上，且所述接地板的第一表面与所述介质板的第一表面相对，所述接地板包括：相交的第一侧边和第二侧边；

第一定向天线和第一寄生单元，所述第一定向天线和所述第一寄生单元印制在所述介质板的第一表面上，并靠近所述第一侧边和所述第二侧边的交点设置，且分别与所述接地板电连接，其中，所述第一定向天线靠近所述第一侧边设置，所述第一寄生单元垂直于所述第一侧边；

所述第一定向天线工作于第一频段，所述第一频段的波长为λ₁，所述第一定向天线的电长度为L₁，L₁满足：

所述第一寄生单元的电长度为L₂，L₂满足：

其中，A₁、A₂为预设阈值。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一侧边和所述第二侧边之间的夹角为直角，所述第一定向天线平行于所述第一侧边，所述第一寄生单元平行于所述第二侧边。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一寄生单元为L形结构或J形结构，其中，所述L形结构或所述J形结构的“丨”边平行于所述第二侧边。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第二侧边上设有第一横臂，所述第一横臂与所述第一侧边平行，所述L形结构或所述J形结构的“丨”边与所述第一横臂连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的天线，其特征在于，所述第一定向天线包括：与馈电端口电连接的T形馈电单元、寄生在所述T形馈电单元一侧的主辐射体，所述主辐射体平行于所述第一侧边，且所述主辐射体与所述接地板电连接。

6.根据权利要求2-4任一项所述的天线，其特征在于，所述第一定向天线为倒F形天线，所述倒F形天线包括：主辐射体、连接所述主辐射体和馈电端口的第一竖臂，以及连接所述主辐射体和接地板的第二竖臂，所述主辐射体平行于所述第一侧边。

7.根据权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述第一寄生单元和所述接地板之间设有第一控制开关。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，还包括：第二寄生单元，平行于所述第一侧边，所述第二寄生单元和所述接地板之间设有第二控制开关，其中，所述第二寄生单元的电长度为L₃，L₃满足：

其中，A₃为预设阈值。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第二寄生单元为“一”字形结构。

10.根据权利要求8或9所述的天线，其特征在于，还包括：控制单元，所述控制单元用于根据用户的请求信息控制所述第一控制开关和所述第二控制开关的通断；

其中，当所述第一控制开关和所述第二控制开关断开时，所述天线工作于第一模式；

当所述第一控制开关闭合，所述第二控制开关断开时，所述天线工作于第二模式；

当所述第一控制开关断开，所述第二控制开关闭合时，所述天线工作于第三模式；

所述第一模式和所述第三模式为定向极化模式，所述第二模式为全向极化模式。

11.一种通讯设备，其特征在于，包括射频模块和如权利要求1-10任一项所述的天线，所述射频模块和所述天线电连接。

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