CN113193356A - 天线装置、电子标签设备及通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种天线装置、电子标签设备及通信系统，天线装置包括阵列基板、天线辐射体和馈源，阵列基板设置有覆盖其几何中心的天线区域，天线辐射体设置于天线区域且包括沿第一方向间隔设置的第一辐射部和第二辐射部，第一辐射部的一端接地，另一端与第二辐射部的一端相对，第二辐射部的另一端接地；馈源设置于阵列基板，并与第一辐射部和第二辐射部电连接，以激励第一辐射体产生超宽带频段的第一谐振、激励第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振；其中，天线装置的主辐射波束相对于天线辐射体沿第一方向的中轴线对称，天线辐射体在第一方向上具有较高的交叉极化比，天线装置进行测距、测角的精度更高。

Description

天线装置、电子标签设备及通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种天线装置、电子标签设备及通信系统。

背景技术

随着通信技术的发展，诸如智能手机等电子设备能够实现的功能越来越多，电子设备的通信模式也更加多样化，近来电子设备逐渐可以实现超宽带(Ultra WideBand，简称UWB)通信。可以理解的，利用UWB通信可以实现对物体的测角、定位。但是，相关技术中的UWB天线的测角精度仍需提高。

发明内容

本申请实施例提供一种天线装置、电子标签设备及通信系统，天线装置具有较优的测角精度性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种天线装置，包括：

阵列基板，所述阵列基板设置有覆盖其几何中心的天线区域；

天线辐射体，设置于所述天线区域，所述天线辐射体包括沿第一方向间隔设置的第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部的一端接地，另一端与所述第二辐射部的一端相对，所述第二辐射部的另一端接地；及

馈源，设置于所述阵列基板，并与所述第一辐射部和所述第二辐射部电连接，所述馈源用于向所述第一辐射部和所述第二辐射部馈入激励信号，以激励所述第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振，并激励所述第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振；

其中，所述天线装置的主辐射波束相对于所述天线辐射体沿所述第一方向的中轴线对称。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子标签设备，包括：

包括如上所述的天线装置；及

开关组件，设置于所述天线装置的阵列基板，所述开关组件位于所述天线装置的第一辐射部和第二辐射部之间。

第三方面，本申请实施例还提供了一种通信系统，包括：

如上所述的电子标签设备，所述电子标签设备用于与目标受控设备连接；及

电子设备，与所述电子标签设备通信连接，所述电子设备用于通过所述电子标签设备确定所述目标受控设备的方位，以对所述目标受控设备进行指向控制。

本申请实施例提供的天线装置、电子标签设备及通信系统，天线装置包括阵列基板、天线辐射体和馈源，阵列基板设置有覆盖其几何中心的天线区域，天线辐射体设置于该天线区域；天线辐射体可以包括沿第一方向间隔设置的第一辐射部和第二辐射部，第一辐射部的一端接地，另一端与第二辐射部的一端相对，第二辐射部的另一端接地；馈源可以向第一辐射部和第二辐射部馈入激励信号，以激励第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振，并激励第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振。基于此，本申请实施例的天线装置，天线辐射体设置于阵列基板的天线区域内，天线辐射体可以设置于阵列基板的中心区域；当馈源向天线辐射体馈入激励信号时，大部分的激励电流可以沿第一方向在第一辐射部和第二辐射部上流动，从而天线装置的主辐射波束可以相对于天线辐射体沿第一方向的中轴线对称，天线辐射体在沿第一方向的中轴线上具有较高的交叉极化比，天线装置采用PDOA方法进行测距、测角的精度更高，天线装置具有较优的测角精度性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为本申请实施例提供的天线装置的一种立体结构示意图。

图2为图1所示的天线装置的第一种平面结构示意图。

图3为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的电流路径示意图。

图4为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图。

图5为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图。

图6为不同交叉极化比对天线装置PDOA性能影响的示意图。

图7为图1所示的天线装置的第二种平面结构示意图。

图8为图7所示的天线辐射体传输无线信号时的电流路径示意图。

图9为图1所示的天线装置的第三种平面结构示意图。

图10为图1所示的天线装置的第四种平面结构示意图。

图11为图10所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图。

图12为图10所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图。

图13为图1所示的天线装置的第五种平面结构示意图。

图14为图13所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图。

图15为图12所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图。

图16为图9所示的天线装置的S参数曲线示意图。

图17为图9所示的天线装置的系统效率曲线示意图。

图18为图1所示的天线装置的第六种平面结构示意图。

图19为本申请实施例提供的电子标签设备的一种结构示意图。

图20为图19所示电子标签设备的一种应用场景示意图。

图21为本申请实施例提供的通信系统的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图1至21，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。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例提供一种天线装置及电子标签设备，天线装置可以实现及电子标签设备的无线通信功能，例如天线装置可以传输无线保真(Wireless Fidelity，简称Wi-Fi)信号、全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)信号、第三代移动通信技术(3th-Generation，简称3G)、第四代移动通信技术(4th-Generation，简称4G)、第五代移动通信技术(5th-Generation，简称5G)、近场通信(Near field communication，简称NFC)信号、蓝牙(Blue tooth，简称BT)信号、UWB信号等。

请参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的天线装置的一种立体结构示意图，图2为图1所示的天线装置的一种平面结构示意图。天线装置100包括阵列基板110、天线辐射体120、馈源130和接地平面140。

阵列基板110可以包括相对设置的第一面111和第二面112，第一面111上可以设置有覆盖其几何中心O1的天线区域A，天线辐射体120可以设置于该天线区域A，接地平面140可以设置于第二面112，接地平面140和天线辐射体120可以分别设置有阵列基板110的相对两面。

天线辐射体120包括沿第一方向H1间隔设置的第一辐射部121和第二辐射部122。可以理解的是，该第一方向H1可以竖直方向。其中，第一辐射部121远离第二辐射部122的一端可以与接地平面140电连接以实现接地，第一辐射部121靠近第二辐射部122的一端可与第二辐射部122的一端相对设置，第二辐射部122远离第一辐射部121的另一端可以与接地平面140电连接以实现接地。

第一辐射部121和第二辐射部122分别与馈源130电连接，以使得第一辐射部121产生超宽带频段的第一谐振、第二辐射部122产生超宽带频段的第二谐振。

馈源130可以设置于阵列基板110上，例如设置于阵列基板110的第一面111上。馈源130可以分别与第一辐射部121和第二辐射部122电连接，馈源130可以为天线辐射体120提供激励信号，激励信号可激励第一辐射部121产生宽带频段的第一谐振、激励第二辐射部122产生宽带频段的第二谐振，以使得天线装置100可以传输UWB信号。

例如第一谐振的频率范围可以包括6.25GHz至6.75GHz，天线辐射体120在第一谐振下可以收发6.25GHz至6.75GHz频率范围的第一无线信号；第二谐振的频率范围可以包括7.75GHz至8.25GHz，天线辐射体120在第二谐振下可以收发7.75GHz至8.25GHz频率范围的第二无线信号。

可以理解的是，UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，尽管使用无线通信，但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号，美国联邦通信委员会(FCC)对UWB技术的规定为：在3.1～10.6GHz频段中占用MHz以上的带宽。

可以理解的是，当第一辐射部121、第二辐射部122可以传输UWB信号时，天线装置100可以用于检测目标受控设备对应的位置，以实现三维定位、测距及测角。例如，天线装置100可以采用到达相位差(Phase Difference of Arrival，简称PDOA)来实现定位。其中，PDOA是通过检测信号到达两个或多个天线装置100的相位差来实现测距、定位、测角。

其中，当天线装置100传输WUB信号时，天线装置100的主辐射波束可以相对于天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1对称。

可以理解的是，由于天线辐射体120设置于阵列基板110的天线区域A内，而该天线区域A覆盖阵列基板110的几何中心O1，因此，天线辐射体120相当于设置阵列基板110的中心区域，天线装置100的主辐射波束可以沿第一方向H1对称。

可以理解的是，由于第一辐射部121远离第二辐射部122的一端接地，第二辐射部122远离第一辐射部121的一端接地，第一辐射部121和第二辐射部122均可以形成平面倒F天线(PIFA)。如图3所示，图3为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的电流路径示意图，当馈源130向天线辐射体120馈入激励电流时，大部分激励电流可以沿着第一方向H1在第一辐射部121和第二辐射部122上流动，从而天线装置100的主辐射波束可以沿第一方向H1。

可以理解的是，本申请实施例的天线装置100，天线装置100的主极化分量可以沿第一方向H1，天线装置100的交叉极化分量可以沿第二方向H2，该第二方向H2垂直于第一方向H1，天线装置100沿第一方向H1的中轴线L1的交叉极化比可以大于或等于15dB。

示例性的，请参考图4和图5，图4为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图，图5为图2所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图。如图4所示，本申请实施例的天线装置100的辐射方向图呈规则的圆球形状，辐射方向在第一方向H1上具有较高的对称性，天线装置100的主辐射波束可以相对于天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1对称。如图5所示，本申请实施例的天线装置100的交叉极化比方向图沿第一方向H1具有良好的对称性，从而本申请实施例的天线装置100在第一方向H1上具有较高的交叉极化比。

其中，请参考图6，图6为不同交叉极化比对天线装置的PDOA性能影响的示意图。如图6所示，随着天线装置100沿第一方向H1的中轴线L1的交叉极化比X-POL的增大，天线装置100的PDOA的视场角趋向于同一区域。当本申请实施例的天线装置100沿第一方向H1的中轴线L1的交叉极化比X-POL大于或等于15dB时，天线装置100的PDOA性能的收敛性更优，天线装置100采用PDOA方法进行测距、测角的精度更高。

基于上述分析，本申请实施例的天线装置100，天线装置100包括阵列基板110、天线辐射体120和馈源130，阵列基板110设置有覆盖其几何中心O1的天线区域A，天线辐射体120设置于该天线区域A；天线辐射体120可以包括沿第一方向H1间隔设置的第一辐射部121和第二辐射部122，第一辐射部121的一端接地，另一端与第二辐射部122的一端相对，第二辐射部122的另一端接地；馈源130可以向第一辐射部121和第二辐射部122馈入激励信号，以激励第一辐射部121产生超宽带频段的第一谐振，并激励第二辐射部122产生超宽带频段的第二谐振。基于此，本申请实施例的天线装置100，天线辐射体120设置于阵列基板110的天线区域A内，天线辐射体120可以设置于阵列基板110的中心区域；当馈源130向天线辐射体120馈入激励信号时，大部分的激励电流可以沿第一方向H1在第一辐射部121和第二辐射部122上流动，从而天线装置100的主辐射波束可以相对于天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1对称，从而天线辐射体120在沿第一方向H1的中轴线L1上具有较高的交叉极化比，天线装置100采用PDOA方法进行测距、测角的精度更高，天线装置100具有较优的测角精度性能。

其中，请结合图2并请参考图7，图7为图1所示的天线装置的第二种平面结构示意图。第一辐射部121上可以设有第一开槽1211，第二辐射部122上可以设有第二开槽1221，该第一开槽1211和第二开槽1221的延伸方向可以与第一方向H1相交。

可以理解的是，第一辐射部121和第二辐射部122可以是矩形的薄板或波片结构。第一辐射部121至少可以包括沿第二方向H2延伸的第一边1212、沿第一方向H1延伸的第二边1213；第一边1212可以与接地平面140电连接，第一开槽1211可以开设在第二边1213上，并且第一开槽1211可以在第二边1213上朝着与第二边1213相对边缘所在的方向延伸，以使得第一开槽1211的延伸方向与第一方向H1不平行。

同理，第二辐射部122至少可以包括沿第二方向H2延伸的第三边1222和沿第一方向H1延伸的第四边1223；第三边1222可以与接地平面140电连接，第二开槽1221可以开设在第四边1223上，并且第二开槽1221可以在第四边1223上朝着与第四边1223相对边缘所在的方向延伸，以使得第二开槽1221的延伸方向与第一方向H1不平行。

请结合图7并请参考图8，图8为图7所示的天线辐射体传输无线信号时的电流路径示意图。当第一辐射部121的第一边1212、第二辐射部122的第三边1222均接地时，如图8所示，第一辐射部121可以产生沿第一方向H1的第一电流路径I1，第二辐射部122可以产生沿第一方向H1的第二电流路径I2。当第一开槽1211、第二开槽1221的延伸方向与第一方向H1相交，第一电流路径I1流经第一开槽1211时会绕射第一开槽1211的边缘，第二电流路径I2流经第二开槽1221时会绕射第二开槽1221的边缘，从而相较于不开设第一开槽1211、第二开槽1221的方案而言，本申请实施例的第一电流路径I1、第二电流路径I2更长，从而，第一辐射部121和第二辐射部122可以传输频率更低的无线信号。

可以理解的是，第一开槽1211和第二开槽1221的延伸方向可以与第一方向H1垂直，也即，第一开槽1211和第二开槽1221平行于第二方向H2，此时，第一开槽1211和第二开槽1221可以阻挡更多的电流，使得更多的电流绕射第一开槽1211和第二开槽1221，从而可以进一步增长第一电流路径I1和第二电流路径I2，天线装置100可以传输更低频率的无线信号。

可以理解的是，第一辐射部121沿第一方向H1的长度可以不同于第二辐射部122沿第一方向H1的长度，以使得第一辐射部121产生的第一谐振的频率不同于第二辐射部122产生的第二谐振的频率。示例性的，在图7中，第一辐射部121沿第一方向H1延伸的第二边1213的长度可以大于第二辐射部122沿第一方向H1延伸的第四边1223的长度，从而，第一辐射部121可以传输频率较低的无线信号例如6.5GHz的无线信号，第二辐射部122可以传输频率较高的无线信号例如8GHz的无线信号。

当然，可以通过调节第一辐射部121、第二辐射部122沿第一方向H1的长度来调节第一辐射部121和第二辐射部122传输无线信号的频率，本申请实施例的第一辐射部121和第二辐射部122传输的无线信号的频率不局限于此。

可以理解的是，第一辐射部121和第二辐射部122可以如图7所示为矩形结构，第一辐射部121和第二辐射部122也可以为其他三角形、五边形、六边形、菱形、圆形等规则形状，或者，第一辐射部121和第二辐射部122也可以为不规则形状。本申请实施例对第一辐射部121和第二辐射部122的形状不进行具体限定。

可以理解的是，如图7所示，第一开槽1211和第二开槽1221可以关于沿天线辐射体120沿第二方向H2延伸的轴线L2对称设置，以使得第一开槽1211对第一电流路径I1的影响与第二开槽1221对第二电流路径I2的影响大致相同，第一辐射部121和第二辐射部122在第二方向H2上的方向图较对称，天线辐射体120可以具有较优的辐射方向性能。

本申请实施例的天线装置100，在第一辐射部121和第二辐射部122上开设第一开槽1211和第二开槽1221，第一辐射部121和第二辐射部122的电流路径变长，基于辐射长度与谐振频率成反比的规律，在同一谐振频率下，本申请实施例开设第一开槽1211和第二开槽1221的辐射体的尺寸可以更小，从而可以减少天线装置100占据的面积，实现天线装置100的小型化。

其中，请参考图9，图9为图1所示的天线装置的第三种平面结构示意图。当天线辐射体120和接地平面140分别位于阵列基板110的两面时，阵列基板110上可以设置有贯穿阵列基板110第一面111和第二面112的第一金属镀孔113和第二金属镀孔114，第一辐射部121可以通过第一金属镀孔113与接地平面140电连接，第二辐射部122可以通过第二金属镀孔114与接地平面140电连接。

可以理解的是，接地平面140在第一面111的投影可以覆盖天线辐射体120。第一金属镀孔113和第二金属镀孔114的孔壁上可以喷涂有金属镀层，第一辐射部121和第二辐射部122通过金属镀层可以与接地平面140电连接。

可以理解的是，第一金属镀孔113可以开设在第一辐射部121的第一边1212上，第二金属镀孔114可以开设在第二辐射部122的第三边1222上，以使得第一辐射部121的第一边1212接地，第二辐射部122的第三边1222接地。

可以理解的是，第一金属镀孔113的数量可以为多个，多个第一金属镀孔113可以依次间隔地排列于第一边1212，多个第一金属镀孔113可以排列成一列。同理，第二金属镀孔114的数量也可以为多个，多个第二金属镀孔114可以依次间隔地排列于第三边1222，多个第二金属镀孔114可以排列成一列。

其中，当接地平面140设置于阵列基板110的第二面112时，如图9所示，接地平面140的几何中心O2在阵列基板110的第一面111上的投影可以与天线辐射体120的几何中心O3重合。

可以理解的是，当天线辐射体120与接地平面140的几何中心在第一面111上的投影重合时，接地平面140在不同方向上对天线辐射体120的影响大致相同，以使得本申请实施例的天线辐射体120的方向图较对称。例如，请再次参考图4，本申请实施例的天线辐射体120的辐射方向在第二方向H2和第一方向H1上均具有较高的对称性，本申请实施例的天线辐射体120可以实现全向辐射。

其中，结合图9、图4、图5并请参考图10至图12，图10为图1所示的天线装置的第四种平面结构示意图，图11为图10所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图，图12为图10所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图。在图10中，天线辐射体120的几何中心O3与接地平面140的几何中心O2在阵列基板110的第一面111上的投影不重合。此时，如图11和图12所示，天线辐射体120的辐射方向图发生偏转，辐射方向图在天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1上并不对称；并且，天线辐射体120的交叉极化比方向图也发生偏转，交叉极化比方向图在天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1上也不对称。从而，图9所示的天线辐射体120的几何中心O3与接地平面140的几何中心O2在第一面111上的投影重合的方案，相较于图10所示的天线辐射体120的几何中心O3与接地平面140的几何中心O2在第一面111上的投影不重合的方案而言，图9所示的天线辐射体120具有更规则的辐射方向图及交叉极化比方向图。

本申请实施例的天线装置100，天线辐射体120的几何中心O3与接地平面140的几何中心O2在第一面111上的投影重合，接地平面140在不同方向上对天线辐射体120的影响大致相同，使得本申请实施例的天线辐射体120的方向图对称且在第一方向H1上保持较大的交叉极化比。

并且，请再次参考图9，本申请实施例的天线辐射体120，第一辐射部121和第二辐射部122可以沿第一方向H1排列。例如，当第一方向H1为竖直方向时，第一辐射部121和第二辐射部122可以沿竖直方向排列。

可以理解的是，如图9所示，第一辐射部121可以包括相对设置的第一边1212和第五边1214，第二辐射部122可以包括相对设置的第三边1222和第六边1224，其中，第一边1212可以是第一辐射部121远离第二辐射部122的一侧边，第三边1222可以是第二辐射部122远离第一辐射部121的一侧边；第五边1214为第一辐射部121靠近第二辐射部122的一侧边，第六边1224为第二辐射部122靠近第一辐射部121的一侧边。此时，第一边1212和第三边1222之间的距离远大于第五边1214与第六边1224之间的距离。

可以理解的是，请结合图9、图4、图5并请参考图13至15，图13为图1所示的天线装置的第五种平面结构示意图，图14为图13所示的天线辐射体传输无线信号时的交叉极化比方向图，图15为图12所示的天线辐射体传输无线信号时的辐射方向图。

其中，在图13中，天线辐射体120通过相互靠近的两侧边实现第一辐射部121和第二辐射部122的接地，例如，第一辐射部121通过第五边1214接地，第二辐射部122通过第六边1224接地。此时，如图14所示，图14所示的天线辐射体120的辐射方向图在天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1上发生偏转，其辐射方向图不对称，图14的天线辐射体120的辐射性能远低于图9所示的天线辐射体120的辐射性能。如图15所示，图15所示天线辐射体120的交叉极化比方向图在第二方向H2上的区域面积大于在第一方向H1上的区域面积，图15所示的天线辐射体120在第一方向H1上的交叉极化比远低于图9所示的天线辐射体120在第一方向H1上的交叉极化比。

本申请实施例的天线装置100，第一辐射部121的第一边1212远离第二辐射部122设置、第二辐射部122的第三边1222远离第一辐射部121设置，使得本申请实施例的天线辐射体120的方向图对称且在天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1上保持较大的交叉极化比，本申请实施例的天线辐射体120具有更优的辐射性能。

基于上述天线辐射体120的结构，本申请实施例的天线装置100具有较优的S参数性能及系统效率性能。示例性的，请结合图9并请参考图16和图17，图16为图9所示的天线装置的S参数曲线示意图，图17为图9所示的天线装置的系统效率曲线示意图。

在图16中，曲线S1表示第一辐射部121产生的第一谐振的S参数曲线，曲线S2表示第二辐射部122产生的第二谐振的S参数曲线。由曲线S1和S2可知，天线辐射体120在第一辐射部121和第二辐射部122的作用，可以传输6.5GHz和8GHz的无线信号，从而，本申请实施例的天线装置100可以实现双UWB信号传输。

在图17中，曲线S3表示第一辐射部121产生的第一谐振的系统效率曲线，曲线S4表示第二辐射部122产生的第二谐振的系统效率曲线。由曲线S3和S4可知，本申请实施例的天线装置100传输6.5GHz的无线信号的系统效率可以为-7.5dB，天线装置100传输8GHz的无线信号的系统效率可以为-6.5dB，从而，本申请实施例的天线装置100具有较优的系统效率性能。

其中，请参考图18，图18为图1所示的天线装置的第六种平面结构示意图。本申请实施例的天线装置100，阵列基板110的第一面111上除了设置天线辐射体120部外，还可以包括导电元件150，导电元件150可以与接地平面140电连接以实现导电元件150的接地，导电元件150接地可以降低对天线辐射体120的干扰。

可以理解的是，导电元件150可以但不限于是印制电路、金属走线等结构。当天线辐射体120传输无线信号时，导电元件150上可以产生电感电流，该感应电流会对天线辐射体120产生干扰。当导电元件150与接地平面140电连接实现接地时，导电元件150上的感应电流接地，从而不会对天线辐射体120产生干扰。

可以理解的是，导电元件150可以与天线辐射体120间隔设置，示例性的，导电元件150在阵列基板110第一面111上的投影，可以位于第一辐射部121、第二辐射部122、第一辐射部121与第二辐射部122之间的间隙在第一面111上的投影之外，导电元件150不设置于第一辐射部121和第二辐射部122之间的间隙内。

可以理解的是，天线装置100的阵列基板110可以是天线装置100的电路板，初始状态时阵列基板110的第一面111上可以铺设有印制电路板，阵列基板110的第一面111可以通过蚀刻的方式形成前述实施例中的天线辐射体120，阵列基板110上的其他部位依然可以保留印制电路板等导电元件150，该导电元件150可以接地以降低对天线辐射体120的干扰。

可以理解的是，如图18所示，当导电元件150将天线辐射体120包围时，导电元件150与天线辐射体120靠近的周缘可以与接地平面140电连接，以尽可能地降低导电元件150对天线辐射体120的干扰。

可以理解的是，如图18所示，导电元件150也可以通过金属镀孔与接地平面140电连接，在此不再赘述。

本申请实施例的天线装置100，设置于阵列基板110第一面111上的导电元件150与接地平面140电连接实现接地，从而可以降低导电元件150对天线辐射体120的干扰。

其中，当天线装置100固定于目标受控设备时，天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1大致垂直于地面，从而天线装置100的主辐射波束可以垂直于地面，天线装置100具有垂直极化辐射。由于水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响而产生热能而使电场信号迅速衰减，而本申请实施例的天线装置100具有垂直极化方式，本申请实施例的天线装置100不易产生极化电流，从而可以避免天线装置100传输无线信号的能量的大幅衰减，可以保证无线信号的有效传播。

基于上述天线装置100的结构，本申请还公开了一种电子标签设备。该电子标签设备可以具有UWB通信功能。示例性的，请参考图19和图20，图19为本申请实施例提供的电子标签设备的一种结构示意图，图20为图19所示电子标签设备的一种应用场景示意图。电子标签设备10包括如上所述的天线装置100、开关组件200、壳体组件300和固定件400。

壳体组件300可以包括相互连接且形成容置空间(图未示)的第一壳体310和第二壳体320，天线装置100和开关组件200可以设置于该容置空间内。

开关组件200可以设置于天线装置100的阵列基板110上，并且，开关组件200还可以设置于第一辐射部121和第二辐射部122之间，开关组件200不需要额外占用阵列基板110的其他位置，可以实现结构堆叠的兼容性，利于实现天线装置100的小型化。

可以理解的是，开关组件200可以与天线装置100电连接，例如可与馈源130电连接，开关组件200可以控制馈源130的工作状态，以控制天线装置100传输无线信号。

可以理解的是，壳体组件300上还可以设置有供开关组件200穿过的通孔(图未示)，以便于用户在壳体组件300外部控制开关组件200。示例性的，壳体组件300的第一壳体310上与开关组件200相对应的位置可以开设有通孔，开关组件200的至少部分可以穿过该通孔。

固定件400可以设置于壳体组件300上，例如，固定件400可以设置于壳体组件300的第一壳体310和/或第二壳体320上。固定件400可以将电子标签设备10连接于目标受控设备20上。也就是说，电子标签设备10可以通过该固定件400与目标受控设备20连接。

可以理解的是，当固定件400被配置为当电子标签设备10连接于目标受控设备时，天线辐射体120沿第一方向H1的中轴线L1大致垂直于地面。此时，天线辐射体120的主辐射波束可以垂直于地面，电子标签设备10可以具有垂直极化辐射。

可以理解的是，电子标签设备10除了包括上述部件外，还可以包括处理器(图未示)、存储器(图未示)、电池(图未示)等部件，在此不再赘述。本申请实施例的电子标签设备10，包括上述天线装置100，从而电子标签设备10可以具备UWB通信功能；当电子标签设备10与目标受控设备20连接时，电子标签设备10可以指示目标受控设备20的位置，从而实现对目标受控设备20的定位。

基于上述电子标签设备10的结构，请参考图21，图21为本申请实施例提供的通信系统的一种结构示意图。通信系统1可以包括上述实施例中的电子标签设备10，通信系统1还可以包括电子设备30。

电子标签设备10可以连接于目标受控设备20，电子设备30。可以与目标受控设备20通信连接。其中，目标受控设备20可以但不限于是移动终端(手机、电脑等)、智能家居(冰箱、电视、洗衣机、电饭煲等)、车载系统等设备。电子标签设备10可以通过但不限于挂钩、粘合、卡接等方式连接于目标受控设备20的表面上。例如，电子标签设备10也可以通过挂绳等固定件400悬挂于目标受控设备20的上方或下方。

可以理解的是，当电子标签设备10连接于目标受控设备20时，电子设备30可以与电子标签设备10通信连接，电子设备30可以通过电子标签设备10确定目标受控设备20的方位，以对目标受控设备20进行指向控制。示例性的，如图21所示，本申请实施例的通信系统1可以包括一个或多个目标受控设备20(例如包括目标受控设备20a、目标受控设备20b和目标受控设备20c)以及一个或多个电子标签设备(例如电子标签设备10a、电子标签设备10b和电子标签设备10c)。

可以理解的是，电子标签设备10的数量可以与目标受控设备20的数量相同，以使得一个电子标签设备10与一个目标受控设备20形成一组UWB通信组合101，例如，在图20中，通信系统1包括三组UWB通信组合101a、101b和101c。

可以理解的是，多组UWB通信组合101之间可以通过UWB信号相互通信，以根据PDOA技术确定每组UWB通信组合101的相对位置关系，从而，可确定出每一目标受控设备20的位置。

电子设备30可以与每一电子标签设备10通信连接。该电子设备30可以但不限于是智能电脑、移动终端等设备。示例性的，如图21所示，该电子设备30可以与每一UWB通信组合101中的电子标签设备10通过UWB信号通信连接，从而根据接收的UWB信号的时间差及相位差确定出每一UWB通信组合101的位置。

可以理解的是，该电子设备30还可以与每一UWB通信组合101通的目标受控设备20通过无线信号通信连接，该无线信号可以但不限于是蓝牙信号、蜂窝信号(3G、4G、5G信号)、Wi-Fi信号、NFC信号等。从而可以实现电子设备30对每一目标受控设备20的控制。

本申请实施例的通信系统1，多个电子标签设备10及目标受控设备20形成多组UWB通信组合101，电子设备30可以与每一电子标签设备10通信连接，从而，电子设备30既可以实现对每一目标受控设备20的定位，也可以实现对每一目标受控设备20的控制，本申请实施例的通信系统1特别适用于对智能家居的定位及控制的应用场景，可以实现智能家居的自动化控制。

需要理解的是，在本申请的描述中，诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象，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。

以上对本申请实施例所提供的天线装置、电子标签设备及通信系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

阵列基板，所述阵列基板设置有覆盖其几何中心的天线区域；

天线辐射体，设置于所述天线区域，所述天线辐射体包括沿第一方向间隔设置的第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部的一端接地，另一端与所述第二辐射部的一端相对，所述第二辐射部的另一端接地；及

馈源，设置于所述阵列基板，并与所述第一辐射部和所述第二辐射部电连接，所述馈源用于向所述第一辐射部和所述第二辐射部馈入激励信号，以激励所述第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振，并激励所述第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振；

其中，所述天线装置的主辐射波束相对于所述天线辐射体沿所述第一方向的中轴线对称。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置的主极化分量沿所述第一方向，所述天线装置的交叉极化分量沿第二方向，所述第二方向垂直于所述第一方向，且所述天线装置沿所述第一方向的中轴线的交叉极化比大于或等于15dB。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射部上设有第一开槽，所述第二辐射部上设有第二开槽，所述第一开槽和所述第二开槽的延伸方向与所述第一方向相交。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一开槽与所述第二开槽关于所述天线辐射体沿第二方向的中轴线对称，所述第二方向垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括接地平面；所述阵列基板还包括相对设置的第一面和第二面、以及贯穿所述第一面和所述第二面的第一金属镀孔和第二金属镀孔；

所述第一辐射部和所述第二辐射部位于所述第一面，所述接地平面位于所述第二面，所述第一辐射部通过所述第一金属镀孔与所述接地平面电连接，所述第二辐射部通过所述第二金属镀孔与所述接地平面电连接。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述接地平面的几何中心在所述第一面上的投影与所述天线辐射体的几何中心重合。

7.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述第一面上还设置有导电元件，所述导电元件与所述天线辐射体间隔设置，所述导电元件与所述接地平面电连接以实现接地。

8.根据权利要求1至7任一项所述的天线装置，其特征在于，当所述天线装置连接于目标受控设备时，所述天线辐射体沿所述第一方向的中轴线大致垂直于地面。

9.一种电子标签设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任意一项所述的天线装置；及

开关组件，设置于所述天线装置的阵列基板，所述开关组件位于所述天线装置的第一辐射部和第二辐射部之间。

10.根据权利要求9所述的电子标签设备，其特征在于，还包括：

壳体组件，包括相互连接且形成容置空间的第一壳体和第二壳体，所述天线装置和所述开关组件设置于所述容置空间；

其中，所述第一壳体上与所述开关组件相对应的位置开设有通孔，所述开关组件的至少部分穿过所述通孔。

11.根据权利要求10所述的电子标签设备，其特征在于，所述壳体组件上还设置有：

固定件，用于将所述电子标签设备连接于目标受控设备，且所述固定件被配置为当所述电子标签设备连接于所述目标受控设备时，所述天线装置的天线辐射体沿第一方向的中轴线大致垂直于地面。

12.一种通信系统，其特征在于，包括：

如权求9至11任意一项所述的电子标签设备，所述电子标签设备用于与目标受控设备连接；及

电子设备，与所述电子标签设备通信连接，所述电子设备用于通过所述电子标签设备确定所述目标受控设备的方位，以对所述目标受控设备进行指向控制。

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