CN113708068A - 天线及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种天线及通信设备，属于无线通信技术领域。天线包括：叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线。该水平极化天线包括：辐射振子和双面平行带线。双面平行带线的一端与辐射振子连接。其中，双面平行带线的长度范围为在垂直极化天线的工作频率下，电磁波在双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。本申请通过调节双面平行带线的长度改变双面平行带线的总的相位延迟，实现对水平极化天线的耦合辐射场的相位的调节，即改变垂直极化天线的总辐射场，达到调节垂直极化天线的辐射角，进而增强垂直极化天线的大角度辐射能力的目的。

Description

天线及通信设备
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种天线及通信设备。
背景技术
在无线局域网(wireless local area network，WLAN)业务中，可以通过在接入点(access point，AP)中集成更多的天线来提升AP的信号带宽。为缩减AP的尺寸，可以在AP中采用将水平极化天线和垂直极化天线上下叠加的方式摆放。为保证AP的信号覆盖距离，通常要求天线在大角度具备较强的辐射，具备远区的覆盖能力。
受限于AP的厚度，叠加摆放的水平极化天线与垂直极化天线的间距较低，耦合较强。表征为上方的水平极化天线会影响下方垂直极化天线的辐射，降低垂直极化天线的最大辐射角度，缩减垂直极化天线的覆盖距离，即水平极化天线对垂直极化天线的遮挡会引起垂直极化天线的辐射性能恶化。
发明内容
本申请提供了一种天线及通信设备，可以改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能恶化的问题。
第一方面，提供了一种天线，该天线包括：叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线。该水平极化天线包括：辐射振子和双面平行带线(double-sided parallel stripline，DSPSL)。双面平行带线的一端与辐射振子连接。其中，双面平行带线的长度范围为在垂直极化天线的工作频率下，电磁波在双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。
本申请中，由于垂直极化天线工作时，其辐射能量会耦合到水平极化天线上，并经过双面平行带线传递到辐射振子上辐射出去(本申请将水平极化天线从垂直极化天线耦合到的能量再辐射出去的场，统称为水平极化天线的耦合辐射场)，此时垂直极化天线的总辐射场分布会受到水平极化天线的耦合辐射场的影响。本申请中，垂直极化天线的总辐射场指水平极化天线的耦合辐射场和垂直极化天线的辐射场干涉叠加得到的辐射场。通过调节双面平行带线的长度可改变双面平行带线的总的相位延迟，实现对水平极化天线的耦合辐射场的相位的调节，改变垂直极化天线的总辐射场(即改变水平极化天线的耦合辐射场与垂直极化天线的辐射场的干涉模式)，达到调节垂直极化天线的辐射角，进而增强垂直极化天线的大角度辐射能力的目的。本申请提供的方案，在不增加天线整体高度的前提下，改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能的恶化。
可选地，双面平行带线不是直线形。
可选地，辐射振子到双面平行带线的另一端的直线距离范围为该波导波长的0.36倍至0.57倍。示例地，垂直极化天线的工作频率为5.5吉赫兹(GHz)，双面平行带线之间材质的介电常数为4.6、厚度为1毫米，则辐射振子到双面平行带线的另一端的直线距离范围为10.94毫米至17.33毫米。
本申请中，通过将双面平行带线设计成非直线形，可以在满足双面平行带线的长度需求的同时，减小水平极化天线在水平方向上的面积，进而缩小天线的体积。
可选地，双面平行带线中包括折线结构和/或曲线结构。
可选地，垂直极化天线的工作频段与水平极化天线的工作频段相同。本申请中，垂直极化天线的工作频率与水平极化天线的工作频率相同或相近。
可选地，双面平行带线的线宽不是处处相等，即双面平行带线为非等线宽结构。
本申请中，通过设计双面平行带线非等线宽，可以实现水平极化天线的阻抗匹配。
可选地，辐射振子为偶极子振子。例如该辐射振子为双面印刷偶极子振子。
可选地，垂直极化天线为单极子天线。
可选地，水平极化天线还包括：基板，双面平行带线与辐射振子均设置在该基板上。
可选地，该天线还包括：接地板，垂直极化天线设置在接地板上，水平极化天线设置在垂直极化天线远离接地板的一侧。
第二方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括：射频电路以及如第一方面任一所述的天线，该射频电路与上述天线连接。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本申请提供的天线包括叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线。双面平行带线的长度为在垂直极化天线的工作频率下，电磁波在该双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。由于垂直极化天线工作时，该垂直极化天线的总辐射场分布会受到水平极化天线的耦合辐射场的影响。通过调节双面平行带线的长度可改变双面平行带线的总的相位延迟，实现对水平极化天线的耦合辐射场的相位的调节，改变垂直极化天线的总辐射场，即改变水平极化天线的耦合辐射场与垂直极化天线的辐射场的干涉模式，达到调节垂直极化天线的辐射角，进而增强垂直极化天线的大角度辐射能力的目的。本申请提供的方案，在不增加天线整体高度的前提下，能够改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能的恶化，提高了垂直极化天线在大角度俯仰面上的增益，增强了垂直极化天线的远区辐射能力。进而可以避免增加通信设备的厚度，实现产品的小型化设计。且天线远区辐射能力的提高，可扩大通信设备的信号覆盖范围，从而可以降低通信设备的部署密度，减少通信设备的部署数量，降低成本。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种水平极化天线的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第一侧的俯视图；
图4是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第二侧的俯视图；
图5是本申请实施例提供的双面平行带线的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种水平极化天线的结构示意图；
图7是相关技术中的一种天线及仿真得到的仿真辐射场方向图；
图8是相关技术中的另一种天线及仿真得到的辐射场方向图；
图9是本申请实施例提供的一种天线及仿真得到的辐射场方向图；
图10示出了图7、图8和图9中的辐射场方向图的75°切面场分布示意图；
图11是本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例提供的天线及通信设备作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种天线的结构示意图。如图1所示，该天线包括：叠加设置的水平极化天线01和垂直极化天线02。图2是本申请实施例提供的一种水平极化天线的结构示意图。如图1和图2所示，水平极化天线01包括：辐射振子011和双面平行带线012。该双面平行带线012的一端与辐射振子011连接。
其中，双面平行带线012的长度范围为在垂直极化天线02的工作频率下，电磁波在双面平行带线012中的波导波长的0.58倍至1.35倍。
该波导波长是指在垂直极化天线02的工作频率下，电磁波在双面平行带线012中传输的波长。该波导波长与工作频率、双面平行带线的尺寸、以及双面平行带线之间材质的介电常数和厚度相关。双面平行带线的长度调整一个波导波长，对应相位的变化量为360°。
可选地，参见图1和图2，水平极化天线01还包括基板013。辐射振子011和双面平行带线012均设置在基板013上。双面平行带线012之间的材质即基板013的材质。该基板可以是印刷电路板(printed circuit board，PCB)。示例地，垂直极化天线02的工作频率为5.5GHz，基板013的介电常数为4.6，厚度为1毫米，则电磁波在双面平行带线012中的波导波长为30.4毫米。该双面平行带线012的长度范围为17.63毫米至41.04毫米。可选地，基板013为环氧树脂板。
综上所述，本申请实施例提供了一种天线，该天线包括叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线。双面平行带线的长度为在垂直极化天线的工作频率下，电磁波在该双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。由于垂直极化天线工作时，该垂直极化天线的辐射场分布会受到水平极化天线的耦合辐射场的影响。通过调节水平极化天线的双面平行带线的长度可改变双面平行带线的总的相位延迟，实现对水平极化天线的耦合辐射场的相位的调节，改变垂直极化天线的总辐射场，即改变水平极化天线的耦合辐射场与垂直极化天线的辐射场的干涉模式，达到调节垂直极化天线的辐射角，进而增强垂直极化天线的大角度辐射能力的目的。本申请提供的方案，在不增加天线整体高度的前提下，能够改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能的恶化。
水平极化天线01具有相对两侧，分别为远离垂直极化天线的第一侧和靠近垂直极化天线的第二侧。图3是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第一侧的俯视图，图4是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第二侧的俯视图。结合参考图2、图3和图4，辐射振子011为双面印刷的辐射振子，辐射振子011包括位于基板013第一侧的第一振臂0111以及位于基板013第二侧的第二振臂0112。双面平行带线012包括位于基板013第一侧的第一导体0121以及位于基板013第二侧的第二导体0122。该第一导体0121和第二导体0122的形状相同，线宽也相同，即第一导体0121在基板013上的正投影与第二导体0122在基板013上的正投影完全重合。其中，第一振臂0111与第一导体0121连接，第二振臂0112与第二导体0122连接。
本申请实施例中，水平极化天线包括一个辐射振子和一条双面平行带线，或者，水平极化天线包括多个辐射振子和多条双面平行带线。辐射振子的数量与双面平行带线的数量相同。每条双面平行带线与一个辐射振子连接。示例地，参见图1至图4，该水平极化天线01包括4个辐射振子011和4条双面平行带线012。
可选地，参见图2至图4，水平极化天线01还包括馈电点014。双面平行带线012的一端与辐射振子011连接，另一端与馈电点014连接。馈电点014通过双面平行带线012中的第一导体0121为辐射振子011中的第一振臂0111馈电，并通过双面平行带线012中的第二导体0122为辐射振子011中的第二振臂0112馈电。
可选地，当水平极化天线包括多个辐射振子和多条双面平行线时，该多个辐射振子呈轴对称或中心对称设置，该多条双面平行带线与一个馈电点连接。例如，参见图2至图4，水平极化天线01中的4个辐射振子011呈中心对称设置，该馈电点014位于4个辐射振子011的对称中心。该馈电点也可称为中心馈电点。可选地，馈电点为金属贴片。该馈电点可以呈圆盘状或矩形状等。
本申请实施例中，水平极化天线中可以通过同轴电缆馈电，同轴电缆(图中未示出)与馈电点连接。若水平极化天线包括的辐射振子的数量为N，N为大于1的整数，则该水平极化天线也可称为N振子天线。相应地，该水平极化天线包括N条双面平行带线，该N条双面平行带线和馈电点组成馈电网络，以将同轴电缆传输的能量传递至N个辐射振子，实现为N个辐射振子馈电。其中，馈电点与一分N功分器连接，该一分N功分器能够将同轴电缆传输的能量分成N路，并经过馈电点分别传递至N条双面平行带线。
可选地，参见图1至图4，双面平行带线012不是直线形，也即是，该双面平行带线012的长度大于辐射振子011到馈电点014的距离。可选地，辐射振子011到双面平行带线012的另一端的直线距离(即辐射振子011到馈电点014的直线距离)范围为该波导波长的0.36倍至0.57倍。示例地，垂直极化天线02的工作频率为5.5GHz，双面平行带线012之间材质的介电常数为4.6、厚度为1毫米，则辐射振子011到双面平行带线012的另一端的直线距离范围为10.94毫米至17.33毫米。
可选地，该双面平行带线中包括折线结构和/或曲线结构。示例地，图5是本申请实施例提供的双面平行带线的结构示意图。如图5(a)所示，双面平行带线012为呈锯齿状的折线结构。或者，如图5(b)所示，双面平行带线012为呈方形弯折状的折线结构。又或者，如图5(c)所示，双面平行带线012为曲线结构。图5中双面平行带线的结构仅用作示意。本申请实施例对双面平行带线的形状不做限定。参见图1至图4，双面平行带线012为呈方形弯折状的折线结构。示例地，双面平行带线012的长度为27.72毫米，则参见图2，辐射振子011到馈电点014的距离d为15.96毫米，双面平行带线012的第一弯折段的长度w1为2.94毫米，第二弯折段的长度w2为5.88毫米，第三弯折段的长度w3为2.94毫米。
本申请实施例中，通过将双面平行带线设计成非直线形，可以在满足双面平行带线的长度需求的同时，减小水平极化天线在水平方向上的面积，进而缩小天线的体积。
或者，双面平行带线012也可以是直线形，本申请实施例对此不做限定。
可选地，双面平行带线非等线宽，即双面平行带线的线宽不是处处相等。例如，双面平行带线两端的线宽小于该双面平行带线中间部分的线宽。通过设计双面平行带线非等线宽，可以实现水平极化天线的阻抗匹配。
可选地，水平极化天线中的辐射振子为偶极子振子。参见图2至图4，该偶极子振子011包括的第一振臂0111和第二振臂0112以双面平行带线012的轴线为对称轴呈轴对称排布，即该第一振臂0111的延伸方向和第二振臂0112的延伸方向相反。
或者，水平极化天线中的辐射振子也可以为其它类型的辐射振子，例如可以是缝隙辐射振子，则该水平极化天线为缝隙天线。
可选地，垂直极化天线为单极子天线。垂直极化天线的工作频段与水平极化天线的工作频段可以相同。例如，垂直极化天线和水平极化天线的工作频段可以均为5GHz频段。
可选地，图6是本申请实施例提供的另一种水平极化天线的结构示意图。如图6所示，该水平极化天线01还包括：多个引向器015和多个反射器016。该多个引向器015和多个反射器016均位于基板013的第一侧，且均匀排布在辐射振子011的周围。例如，图6中示出了水平极化天线包括4和引向器015和4个反射器016。
可选地，参见图1，该天线还包括：接地板03。垂直极化天线02设置在接地板03上，水平极化天线01设置在垂直极化天线02远离接地板03的一侧。该接地板03可以为金属板。
本申请实施例还分别对垂直极化天线、叠加设置的垂直极化天线和传统的水平极化天线以及本申请实施例提供的天线进行了仿真，仿真结果如下：
图7是相关技术中的一种天线及仿真得到的仿真辐射场方向图。图8是相关技术中的另一种天线及仿真得到的辐射场方向图。图9是本申请实施例提供的一种天线及仿真得到的辐射场方向图。在图7、图8和图9中，左图为天线的结构示意图，右图为左图的天线对应的仿真辐射场方向图。图7至图9所示的天线中均包括接地板D。该仿真辐射场方向图表征天线在垂直于接地板D的截面上的辐射场，图中的箭头指向为垂直于接地板D且远离接地板D的方向。由于接地板D的反射作用，天线的大部分辐射能量处于-90°～90°范围内。
如图7所示，该天线包括设置在接地板D上的垂直极化天线V。该垂直极化天线V的最大增益方向为50°。
如图8所示，该天线包括叠加设置在接地板D上的垂直极化天线V和传统的水平极化天线H1。受传统的水平极化天线H1的耦合影响，该垂直极化天线V的最大增益的辐射角往0°收缩，最大增益方向为43°。对比图7和图8可以发现，传统水平极化天线会导致垂直极化天线在大角度(例如75°)的增益下降，从而导致垂直极化天线的覆盖距离减小。
如图9所示，该天线包括叠加设置在接地板D上的垂直极化天线V和水平极化天线H2，该水平极化天线H2可以是如图2所示的水平极化天线01。通过对水平极化天线H2的双面平行带线做弯折处理，调节了水平极化天线的耦合辐射场的相位，使得垂直极化天线的最大增益的辐射角往大角度变化，该垂直极化天线的最大增益方向为54°，超过图8的43°，也超过图7的50°。也即是，叠加水平极化天线H2后，垂直极化天线V的大角度的增益更高，覆盖距离更远。
其中，图8和图9中的辐射场均为垂直极化天线V的辐射场，该辐射场在水平极化天线不工作的条件下仿真得到。垂直极化天线V的工作频率为5.5GHz，水平极化天线H1和H2中双面平行带线之间材质的介电常数为4.6，厚度为1毫米。图8中的水平极化天线H1中的双面平行带线的长度为14.6毫米(即在5.5GHz的工作频率下，电磁波在该双面平行带线中的波导波长的0.48倍)；图9中的水平极化天线H2中的双面平行带线的长度为27.72毫米(即在5.5GHz的工作频率下，电磁波在该双面平行带线中的波导波长的0.91倍)。
对比图7和图8可知，图8中在垂直极化天线V上叠加传统的水平极化天线H1后，该垂直极化天线V的辐射场方向图收缩，即垂直极化天线V的信号覆盖范围变小。对比图7和图9可知，图9中在垂直极化天线V上叠加本申请实施例提供的水平极化天线H2后，该垂直极化天线V的辐射场方向图张开，即垂直极化天线V的信号覆盖范围变大。因此本申请实施例提供的天线，提高了垂直极化天线的远区辐射能力。
示例地，图10示出了图7中的垂直极化天线V、图8中的天线V+H1中的垂直极化天线V以及图9中的天线V+H2中的垂直极化天线V的辐射场方向图的75°切面场分布示意图，该75°切面即天线的75°俯仰面。该3个天线在75°俯仰面上的平均增益(单位：分贝(dB))如表1所示。
表1
Figure BDA0002500915110000051
Figure BDA0002500915110000061
参见表1，图8中的垂直极化天线V在75°俯仰面上的平均增益小于图7中的垂直极化天线V在75°俯仰面上的平均增益；图9中的垂直极化天线V在75°俯仰面上的平均增益大于图7中的垂直极化天线V在75°俯仰面上的平均增益。基于表1和图10可知，本申请实施例提供的天线，可以提高垂直极化天线在大角度俯仰面上的增益。
综上所述，本申请实施例提供了一种天线，该天线包括叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线。双面平行带线的长度为在垂直极化天线的工作频率下，电磁波在该双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。由于垂直极化天线工作时，该垂直极化天线的总辐射场分布会受到水平极化天线的耦合辐射场的影响。通过调节双面平行带线的长度可改变双面平行带线的总的相位延迟，实现对水平极化天线的耦合辐射场的相位的调节，即改变垂直极化天线的总辐射场，达到调节垂直极化天线的辐射角，进而增强垂直极化天线的大角度辐射能力的目的。本申请提供的方案，在不增加天线整体高度的前提下，能够改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能的恶化，提高了垂直极化天线在大角度俯仰面上的增益，增强了垂直极化天线的远区辐射能力。
图11是本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图。如图11所示，该通信设备包括：天线10和射频电路20。该天线10可以为如图1所示的天线。该天线10中包括垂直极化天线02以及如图2至图4以及图6任一所示的水平极化天线01。该天线10与射频电路20连接。
可选地，天线10与射频电路20通过同轴电缆连接。参见图11，射频电路20通过同轴电缆L1与水平极化天线01连接。例如，该同轴线缆L1的一端连接水平极化天线01的馈电点014，该同轴线缆L1的另一端弯折至接地板03的表面，且该同轴线缆015的另一端沿该接地板03的表面延伸，并与射频电路20连接。
本申请实施例中，垂直极化天线02也与射频电路20连接。例如参见图11，射频电路20通过同轴电缆L2与垂直极化天线02连接。或者，该天线10还可以包括印制在接地板03上的传输线，该垂直极化天线02通过该传输线与射频电路20连接。
可选地，该通信设备为AP或者基站。
综上所述，本申请实施例提供了一种通信设备，该通信设备包括天线。由于本申请实施例提供的方案，在不增加天线整体高度的前提下，能够有效改善由于遮挡问题引起的垂直极化天线辐射性能的恶化。因此可以避免增加通信设备的厚度，实现产品的小型化设计。另外，本申请实施例提供的天线中，提高了垂直极化天线在大角度俯仰面上的增益，并增强了垂直极化天线的远区辐射能力，因此可以提高通信设备的信号强度，并扩大通信设备的信号覆盖范围，从而可以降低通信设备的部署密度，减少通信设备的部署数量，降低成本。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的构思和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：叠加设置的水平极化天线和垂直极化天线，所述水平极化天线包括：辐射振子和双面平行带线，所述双面平行带线的一端与所述辐射振子连接；
其中，所述双面平行带线的长度范围为在所述垂直极化天线的工作频率下，电磁波在所述双面平行带线中的波导波长的0.58倍至1.35倍。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述双面平行带线不是直线形。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述辐射振子到所述双面平行带线的另一端的直线距离范围为所述波导波长的0.36倍至0.57倍。
4.根据权利要求2或3所述的天线，其特征在于，所述双面平行带线中包括折线结构和/或曲线结构。
5.根据权利要求1至4任一所述的天线，其特征在于，所述垂直极化天线的工作频段与所述水平极化天线的工作频段相同。
6.根据权利要求1至5任一所述的天线，其特征在于，所述双面平行带线的线宽不是处处相等。
7.根据权利要求1至6任一所述的天线，其特征在于，所述辐射振子为偶极子振子。
8.根据权利要求1至7任一所述的天线，其特征在于，所述垂直极化天线为单极子天线。
9.根据权利要求1至8任一所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：接地板，所述垂直极化天线设置在所述接地板上，所述水平极化天线设置在所述垂直极化天线远离所述接地板的一侧。
10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括：射频电路以及如权利要求1至9任一所述的天线，所述射频电路与所述天线连接。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709673A (zh) * 2012-04-05 2012-10-03 京信通信系统（中国）有限公司 宽频带双极化全向吸顶天线
US20140022131A1 (en) * 2011-01-27 2014-01-23 Galtronics Corporation Ltd. Broadband dual-polarized antenna
CN104051843A (zh) * 2014-06-06 2014-09-17 摩比天线技术（深圳）有限公司 室分全向双极化吸顶天线
WO2015109995A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-30 Supeq(Nanjing) Communication Technologies Co., Ltd. Vertically polarized omni-directional antenna and 4g dual polarized omni-directional ceiling antenna having the same
US20170033471A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Wistron Neweb Corp. Antenna System
US20170237174A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Netgear, Inc. Broad Band Diversity Antenna System
WO2018076681A1 (zh) * 2016-10-27 2018-05-03 深圳国人通信股份有限公司 一种印刷偶极子振子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101510U (ja) 1982-12-24 1984-07-09 日本電信電話株式会社 移動局ダイバ−シチアンテナ装置
JP3927680B2 (ja) 1998-03-10 2007-06-13 電気興業株式会社 偏波ダイバーシチアンテナ装置
JPH11284425A (ja) 1998-03-27 1999-10-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 双指向性切替アンテナ装置
JP4347002B2 (ja) * 2003-09-10 2009-10-21 日本電業工作株式会社 偏波共用アンテナ
GB2512111B (en) 2013-03-20 2017-02-15 British Broadcasting Corp Antenna arrangement for transmitting two or more polarisations of radio signal
CN106410397A (zh) 2016-10-27 2017-02-15 深圳国人通信股份有限公司 一种印刷偶极子振子
TWI665827B (zh) * 2018-02-07 2019-07-11 和碩聯合科技股份有限公司 天線裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140022131A1 (en) * 2011-01-27 2014-01-23 Galtronics Corporation Ltd. Broadband dual-polarized antenna
CN102709673A (zh) * 2012-04-05 2012-10-03 京信通信系统（中国）有限公司 宽频带双极化全向吸顶天线
WO2015109995A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-30 Supeq(Nanjing) Communication Technologies Co., Ltd. Vertically polarized omni-directional antenna and 4g dual polarized omni-directional ceiling antenna having the same
CN104051843A (zh) * 2014-06-06 2014-09-17 摩比天线技术（深圳）有限公司 室分全向双极化吸顶天线
US20170033471A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Wistron Neweb Corp. Antenna System
US20170237174A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Netgear, Inc. Broad Band Diversity Antenna System
WO2018076681A1 (zh) * 2016-10-27 2018-05-03 深圳国人通信股份有限公司 一种印刷偶极子振子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HE HUANG 等: "Broadband Dual-Polarized Omnidirectional Antenna for 2G/3G/LTE/WiFi Applications", 《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS》 *
李哲宇 等: "全向圆极化天线技术综述", 《电讯技术》 *

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