CN114665261A - 一种天线和通信设备 - Google Patents

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CN114665261A CN202011529058.7A CN202011529058A CN114665261A CN 114665261 A CN114665261 A CN 114665261A CN 202011529058 A CN202011529058 A CN 202011529058A CN 114665261 A CN114665261 A CN 114665261A
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Abstract

本申请提供了一种天线和通信设备，涉及通信技术领域，以解决天线覆盖范围局限的技术问题。本申请提供的天线包括介质基板、折合振子和N个对称振子；介质基板上设有集合线，且集合线具有第一端和第二端；折合振子位于集合线的第一端，并与集合线连接；N个对称振子设置在介质基板上，且N个对称振子与集合线连接，N个对称振子由集合线的第一端向第二端依次设置。在本申请提供的天线中，通过折合振子和对称振子共同实现不同频段的带宽控制，从而有利于增加天线的工作带宽，另外，将折合振子和对称振子按照一定的尺寸要求进行排布后，折合振子和对称振子所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性，有利于实现天线的全向覆盖范围。

Description

一种天线和通信设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线和通信设备。
背景技术
在目前的无线通信设备中，所采用的天线主要以半波偶极子天线为主。半波偶极子天线作为一种常用的窄带天线，具有水平面全向的辐射方向等特点，最大增益一般在2dBi左右。在实际应用中，半波偶极子天线一般包括一对对称设置的导体构成，且两个导体相互靠近的两端分别与馈电线相连，其中，两个导体长度的总和大致等于其工作频率的一半。随着天线工作频率的不断提高，天线所发射的电磁波的频率也随之提高。但是，相较于低频电磁波，在相同传播距离下，高频电磁波的会有明显的衰减，且绕设能力和墙体穿透能力都存在明显不足。但是，由于半波偶极子所发射的电磁波频率与其尺寸高度相关，导致半波偶极子天线只能产生单一频带的波束，且在垂直方向上的增益较低，无法实现全区域的覆盖。
发明内容
本申请提供了一种覆盖范围广、有利于实现高增益和多波束特性的天线和通信设备。
一方面，本申请提供了一种天线，包括介质基板、集合线、折合振子和N个对称振子。集合线设置在介质基板上，且集合线具有第一端和第二端。折合振子设置在介质基板上，且折合振子位于集合线的第一端并与集合线连接。N个对称振子设置在介质基板上，且N个对称振子与集合线连接，其中，N为大于或等于1的整数。当N大于1时，N个对称振子由集合线的第一端向第二端依次设置。
在本申请提供的天线中，折合振子由于具有较强垂直方向上的辐射增益，且对称振子具有水平面全向的辐射方向等特点。将折合振子和对称振子按照一定的尺寸约束进行排布后，折合振子和对称振子所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性。因此，通过折合振子和对称振子的叠加，有利于实现天线的多向覆盖范围。例如，当配备有上述天线的无线路由器应用到多楼层结构中时，不仅能够保证同楼层内WiFi信号的覆盖范围，还能够提升上、下楼层WiFi信号的覆盖范围。
在具体设置时，折合振子与末端的对称振子之间的间距L可以根据实际情况进行适应性调整。例如，该间距L可以大于或等于天线的工作波长的四分之一，小于或等于天线的工作波长。以使折合振子和末端的对称振子所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性。
其中，末端的对称振子指的是，在多个对称振子中，距离折合振子最远的对称振子。或者，也可以理解为，该末端的对称振子是位于集合线的第二端的对称振子。
当对称振子的设置数量为多个时，多个对称振子可以按照一定的尺寸约束进行排列。
例如，多个对称振子之间的长度可以依照下式的尺寸约束进行设置：
Figure BDA0002851680510000011
或者，多个对称振子之间的相对位置可以依照下式的尺寸约束进行排列：
Figure BDA0002851680510000012
或者，多个对称振子之间的相对位置可以依照下式的尺寸约束进行排列：
Figure BDA0002851680510000013
其中，n为对称振子的序号，且自集合线的左端向右端顺序递增。Ln为第n个对称振子的长度；Ln+1为第n+1个对称振子的长度。Rn为第n个对称振子到天线的虚拟顶点的距离；Rn+1为第n+1个对称振子到天线的虚拟顶点的距离。dn为第n个对称振子与第n+1个对称振子的间距；dn+1为第n+1个对称振子与第n+2个对称振子的间距。τ为天线的集合因子。在具体应用时，可以根据实际需求对τ的取值进行合理选择，例如，τ的取值可以为0.5、0.6、0.7等，本申请对此不作限定。
可以理解的是，在具体设置时，多个对称振子之间可以仅满足上式(1)至(3)中的任一个尺寸约束，也可以同时满足任一两个或满足三个上式的尺寸约束。或者，也可以按照其他的尺寸约束进行设置，本申请对此不作限定。
在一些实现方式中，介质基板可以是印制电路板、柔性电路板等结构。集合线可以采用光刻等工艺形成在介质基板上。其中，集合线包括第一微带线和第二微带线，且保持间隙。第一微带线和第二微带线的宽度尺寸可以相同，以保证对称振子和折合振子的工作稳定性。在具体实施时，集合线也可以称为平行带线。其中，第一微带线和第二微带线之间可以保持相互平行或近似平行的关系。
另外，对称振子可以包括第一振臂和第二振臂，且第一振臂和第二振臂关于集合线对称设置。第一振臂可以设置在第一微带线的一侧，且第一振臂靠近第一微带线的一端与第一微带线连接。第二振臂可以设置在第二微带线的一侧，且第二振臂靠近第二微带线的一端与第二微带线连接。
在具体设置时，末端的对称振子可以作为天线的激励单元。为了满足天线与相关馈电组件之间的连接，天线可以通过同轴线缆的一端进行连接，同轴线缆的另一端可以与相关馈电组件进行连接。同轴线缆一般包括缆芯和位于缆芯外围的外导体。因此，末端的对称振子可以设置馈电端。具体来说，第一振臂可以具有第一馈电端，且第一馈电端位于第一振臂的朝向第二振臂的一端。第二振臂可以具有第二馈电端，且第二馈电端位于第二振臂的朝向第一振臂的一端。
考虑到在同轴线缆中，外导体的尺寸大于缆芯的尺寸，因此，当同轴线缆与天线进行连接后会出现不平衡馈电的问题。因此，在具体设置时，天线中还可以设置巴伦结构，以改善该不平衡馈电的问题。
在具体设置时，巴伦结构可以设置在末端的对称振子的远离折合振子的一侧，并与末端的对称振子连接。其中，巴伦结构的具体结构类型可以根据不同需求进行合理选择和调整。例如，巴伦结构可以是弯折的U形结构，且巴伦结构的一端可以与第一振臂连接，另一端可以与第二振臂连接。
或者，在另外的实现方式中，也可以通过其他的结构设置来改善不平衡馈电的问题。
例如，第一振臂和第二振臂相互靠近的一端可以相互连接，且具有缺口。第一振臂靠近第一微带线的一端可以与第一微带线连接，第二微带线的一端可以伸入该缺口内。在进行连接时，同轴线缆的外导体可以与第一振臂或第二振臂上的第一馈电端进行连接，同轴线缆的内导体可以与第二微带线进行连接。从而使得天线与同轴线缆之间实现共面波导的方式进行馈电，以改善天线与同轴线缆之间不平衡馈电的问题。
另外，在具体设置时，折合振子可以采用现有技术中较为常见的折合振子，或者也可以对折合振子进行灵活处理。
例如，折合振子可以包括第一连接臂和第二连接臂。其中，第一连接臂和第二连接臂同轴设置，且第一连接臂和第二连接臂关于集合线对称设置。第一连接臂的一端与第一微带线连接，第二连接臂的一端与第二微带线连接。
另外，可以增加折合振子的工作波长，在具体设置时，折合振子的第一连接臂还具有向背离第二连接臂的方向延伸的第一延伸段。第二连接臂具有向背离第一连接臂的方向延伸的第二延伸段。通过第一延伸段和第二延伸段的结构设置，可以增加折合振子的工作波长。其中，第一延伸段和第二延伸段的具体长度可以根据实际情况进行设置，本申请对此不作具体限定。
另一方面，本申请实施例还提供了一种通信设备，包括信号处理电路和上述的天线，信号处理电路可以通过同轴线缆与天线电连接。其中，通信设置可以是无线路由器、手机、平板电脑等。信号处理电路与天线电连接，以输入或输出射频信号。该电子设备的天线性能较佳，能够实现较宽的频带和全向覆盖范围。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种天线的平面结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种天线的平面结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种天线的平面结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种天线的平面结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种同轴线缆的截面图；
图6为本申请实施例提供的另一种天线的平面结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种天线的平面结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种天线的信号仿真图；
图9为本申请实施例提供的一种天线的辐射强度的仿真图；
图10为对应图9的天线辐射方向图；
图11为本申请实施例提供的一种天线在另一方向上的辐射方向图；
图12为本申请实施例提供的一种天线在另一方向上的辐射方向图。
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。
为了方便理解本申请实施例提供的天线，下面首先介绍一下其应用场景。
本申请实施例提供的天线可以应用在通信设备中，用于使通信设备接收或发送无线信号，以实现无线通信功能。该通信设备可以为无线路由器、手机、平板电脑、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备等。
以路由器为例，路由器通常依靠天线产生具有一定覆盖范围的WiFi信号。位于该覆盖范围内的手机、平板电脑等设备可以与路由器实现信号互联。为了实现更高速率的信号传输，WiFi信号的覆盖频段逐渐由2G覆盖到5G甚至更高的频段。在目前的路由器中，所采用的天线主要以半波偶极子天线为主。半波偶极子天线作为一种常用的窄带天线，具有水平面全向的辐射方向等特点，最大增益一般在2dBi左右。随着天线工作频率的不断提高，天线所发射的电磁波的频率也随之提高。但是，相较于低频电磁波，在相同传播距离下，高频电磁波的会有明显的衰减，且绕设能力和墙体穿透能力都存在明显不足。但是，由于半波偶极子所发射的电磁波频率与其尺寸高度相关，导致半波偶极子天线只能产生单一频带的波束，且在垂直方向上的增益较低，无法实现全区域的覆盖。
另外，对于常规的定向天线，往往呈现的是单波束特性，在提升增益的过程中，其覆盖范围会有所降低。相应的，在增加其覆盖范围的过程中，其增益会有明显的降低。因此，对于定向天线，增益和覆盖范围是一个此消彼长的关系，从而不能同时实现高增益和较大的覆盖范围的效果。
为此，本申请实施例提供了一种增益较大，有利于实现全向覆盖范围的天线。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”，用于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的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
如图1所示，在本申请提供的一个实施例中，天线包括介质基板10、折合振子30和三个对称振子。其中，三个对称振子分别为对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c。介质基板10上设有集合线20，折合振子30、对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c均设置在介质基板10上并与集合线20连接。折合振子30、对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c可用于将电流能量转化为电磁能量并辐射出去，对称振子40c和折合振子30之间的间接L可以按照一定的尺寸约束进行设置，以使两者构成串馈的二元天线阵列设计。对称振子40a和对称振子40b设置在折合振子30和对称振子40c之间，且对称振子40a和对称振子40b由折合振子30向对称振子40c的方向依次排列。通过对称振子40a和对称振子40b可以有效提升对称振子40c向折合振子30的方向的辐射能力，同时，还能有效提升天线的带宽。
在本申请提供的实施例中，折合振子30由于具有较强垂直方向上的辐射增益，且对称振子40c具有水平面全向的辐射方向等特点。将折合振子30和对称振子40c按照一定的尺寸约束进行排布后，折合振子30和对称振子40c所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性。因此，通过折合振子30和对称振子40c的叠加，有利于实现天线的多向覆盖范围。例如，当配备有上述天线的无线路由器应用到多楼层结构中时，不仅能够保证同楼层内WiFi信号的覆盖范围，还能够提升上、下楼层WiFi信号的覆盖范围。
概括来说，在实际应用时，天线中可以包括折合振子30和N个对称振子，N为大于或等于1的整数。折合振子30可以设置在集合线20的第一端(图中的左端)，N个对称振子可以由集合线20的第一端向第二端(即由左到右)依次设置。
在具体实施时，介质基板10可以是印制电路板、柔性电路板等结构。集合线20可以采用光刻等工艺形成在介质基板10上。其中，集合线20包括第一微带线21和第二微带线22，且保持间隙。第一微带线21和第二微带线22的宽度尺寸可以相同，以保证对称振子40和折合振子30的工作稳定性。在具体实施时，集合线20也可以称为平行带线。其中，第一微带线21和第二微带线22之间可以保持相互平行或近似平行的关系。
如图1所示，在对对称振子40c进行具体设置时，对称振子40c可以包括第一振臂41和第二振臂42，且第一振臂41和第二振臂42关于集合线20对称设置。第一振臂41和第二振臂42可以同轴设置，且第一振臂41的一端与第一微带线21连接，第二振臂42的一端与第二微带线22连接。其中，对称振子也可以理解为偶极子、半波振子等。第一振臂41和第二振臂42对称设置指的是位置上的对称，在具体实施时，第一振臂41和第二振臂42的结构尺寸可以相同也可以不同。
如图2所示，在另外的设置方式中，第一振臂41和第二振臂42中还可以开设缝隙43，以对对称振子40c进行容性加载，从而优化对称振子40c的工作性能。
对于对称振子40a和对称振子40b，可以按照上述对称振子40c的结构进行相同或类似的设置，在此不作赘述。
在具体设置时，对称振子40c和折合振子30之间的间距L可以介于天线的工作波长的四分之一至整个工作波长之间。以使折合振子30和对称振子40c所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性。
另外，在具体设置时，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c可以依照一定的尺寸约束进行设置，以有效提升对称振子40c向折合振子30的方向的辐射能力，同时，还能有效提升天线的带宽。
例如，在本申请提供的实施例中，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c之间的长度可以依照对数周期的形式进行排列。具体来说，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c可以满足下式的尺寸约束进行排列：
Figure BDA0002851680510000051
其中，n为对称振子的序号，且自集合线20的左端向右端顺序递增。即对称振子40a为第一个对称振子，对称振子40b为第二个对称振子，对称振子40c为第三个对称振子。
Ln为第n个对称振子的长度；Ln+1为第n+1个对称振子的长度。例如，在对称振子40c中，对称振子40c的长度为第一振臂41和第二振臂42的长度总和。通常情况下，对称振子40c的长度约等于其所发射或接收电磁波的波长的一般。
τ为天线的集合因子。在具体应用时，可以根据实际需求对τ的取值进行合理选择，例如，τ的取值可以为0.5、0.6、0.7等，本申请对此不作限定。
在另一些实施方式中，对称振子40a和对称振子40b可以依照一定的尺寸约束进行设置，以有效提升对称振子40c向折合振子30的方向的辐射能力，同时，还能有效提升天线的带宽。
例如，在本申请提供的实施例中，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c之间的相对位置可以依照对数周期的形式进行排列。具体来说，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c可以满足下式的尺寸约束进行排列：
Figure BDA0002851680510000052
其中，n为对称振子的序号，且自集合线20的左端向右端顺序递增。即对称振子40a为第一个对称振子，对称振子40b为第二个对称振子，对称振子40c为第三个对称振子。Rn为第n个对称振子到天线的虚拟顶点O的距离；Rn+1为第n+1个对称振子到天线的虚拟顶点O的距离。在图2中所示出的天线结构中，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c的长度满足从大到小的渐变关系，因此，位于集合线20上侧的对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c的顶端位于同一直线上。相应的，位于集合线20下侧的对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c的顶端(图中的下端)也位于同一直线上。两条直线的交点便构成该虚拟顶点O。
τ为天线的集合因子。在具体应用时，可以根据实际需求对τ的取值进行合理选择，例如，τ的取值可以为0.5、0.6、0.7等，本申请对此不作限定。
在另一些实施方式中，对称振子40a和对称振子40b还可以依照另外的尺寸约束进行设置，以有效提升对称振子40c向折合振子30的方向的辐射能力，同时，还能有效提升天线的带宽。
例如，在本申请提供的实施例中，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c之间的相对位置可以依照对数周期的形式进行排列。具体来说，对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c可以满足下式的尺寸约束进行排列：
Figure BDA0002851680510000061
其中，n为对称振子的序号，且自集合线20的左端向右端顺序递增。即对称振子40a为第一个对称振子，对称振子40b为第二个对称振子，对称振子40c为第三个对称振子。
dn为第n个对称振子与第n+1个对称振子的间距；dn+1为第n+1个对称振子与第n+2个对称振子的间距。
τ为天线的集合因子。在具体应用时，可以根据实际需求对τ的取值进行合理选择，例如，τ的取值可以为0.5、0.6、0.7等，本申请对此不作限定。
可以理解的是，在具体实施时，多个对称振子之间可以仅满足上式(1)至(3)中的任一个尺寸约束，也可以同时满足任一两个或满足三个上式的尺寸约束。另外，在具体设置时，对称振子的设置数量也可以是一个、三个或者更多个。对称振子的设置位置、尺寸等参数也可以根据实际情况进行对应设置，本申请对此不作具体限定。或者，在另一些实施方式中，对称振子也可以省略设置。
例如，如图3所示，在本申请提供的一个实施例中，折合振子30和对称振子40c之间设有一个对称振子40a。或者，也可以理解为省略了上述的对称振子40b。以有效简化天线的结构，从而提升制作时的便利性，也能够有效降低制作成本和繁杂度。另外，在具体实施时，对称振子40c还可以进行整体加宽或局部加宽处理。如图3所示，在本申请提供的实施例中，第一振臂41的一端进行了加宽处理，相应的，第二振臂42的一端也进行了加宽处理。通过这种方式，可以改善对称振子40c的辐射性能，以提升对称振子40c朝向折合振子30方向的辐射能力，并提升天线的带宽。
或者，如图4所示，在本申请提供的另一个实施例中，天线中包括折合振子30和对称振子40c。即省略了上述的对称振子40a和对称振子40b。当省略对称振子40a和对称振子40b后，可以有效简化天线的结构，从而提升制作时的便利性，也能够有效降低制作成本和繁杂度。
在具体实施时，折合振子30可以采用现有技术中较为常见的折合振子30，或者也可以对折合振子30进行灵活处理。
例如，在本申请提供的实施例中，折合振子30包括第一连接臂31、第二连接臂32、第三连接臂33和第四连接臂34。其中，第一连接臂31和第二连接臂32同轴设置，且第一连接臂31和第二连接臂32关于集合线20对称设置。第一连接臂31的一端与第一微带线21连接，第二连接臂32的一端与第二微带线22连接。通常情况下，折合振子30的工作波长(其发射或接收电磁波的波长)约等于第一连接臂31和第二连接臂32总长的两倍。第三连接臂33设有弯折结构331，第四连接臂34设有弯折结构341。通过弯折结构331和弯折结构341有利于实现折合振子30的小型化，从而降低折合振子30的体积。另外，通过弯折结构331和弯折结构341还有利于降低折合振子30的谐振频率，使折合振子30处于正常的工作频段内。
另外，如图4所示，在本申请提供的另一个实施例中，折合振子30的第一连接臂31还具有向背离第二连接臂32的方向延伸的第一延伸段311。第二连接臂32具有向背离第一连接臂31的方向延伸的第二延伸段321。第五连接臂35的两端分别具有第三延伸段351和第四延伸段352。通过第一延伸段311、第二延伸段322、第三延伸段351和第四延伸段352的结构设置，可以增加折合振子30的工作波长。其中，第一延伸段311、第二延伸段321、第三延伸段351和第四延伸段352的具体长度可以根据实际情况进行设置，本申请对此不作具体限定。
可以理解的是，在具体应用时，可以根据不同需求对折合振子30的结构进行合理选择和调整，本申请对此不作限定。
另外，请参阅图5。在实际应用中，天线需要通过同轴线缆50与信号处理电路进行连接。其中，同轴线缆50一般包括缆芯51和包裹在缆芯51外围的筒形外导体52。对称振子40作为天线的激励单元，需要与同轴线缆50进行连接。
请结合参阅图4和图5，具体来说，对称振子40的第一振臂41上设有第一馈电端411，第二振臂42上设有第二馈电端421。其中，第一馈电端411位于第一振臂41的靠近第二振臂42的一端。相应的，第二馈电端421位于第二振臂42的靠近第一振臂41的一端。
考虑到同轴线缆50的外导体52的尺寸大于缆芯51的尺寸，因此，为了使得同轴线缆50能够与天线之间实现良好的连接，天线还可以通过其他的结构设置来改善不平衡馈电的问题。
例如，如图4所示，在本申请提供的一个实施例中，天线还包括巴伦结构60。巴伦结构60设置在对称振子40c的远离折合振子30的一侧，并与对称振子40c连接。
具体来说，在本申请提供的实施例中，巴伦结构60为弯折的U形结构，且U形结构的一端与第一振臂41连接，U形结构的另一端与第二振臂42连接。
在具体设置时，当第一馈电端411与同轴线缆50的内导体51连接、第二馈电端421与同轴线缆50的外导体52连接时，为了改善对称振子40与同轴线缆50之间的不平衡馈电问题，U形结构可以向第二振臂42延伸的方向弯折。
相反的，当第一馈电端411与同轴线缆50的外导体52连接、第二馈电端421与同轴线缆50的内导体51连接时，为了改善对称振子40与同轴线缆50之间的不平衡馈电问题，U形结构可以向第一振臂41延伸的方向弯折。
可以理解的是，在具体实施时，巴伦结构60的具体尺寸及结构形式可以根据实际需求进行适应性调整，本申请对此不作限定。
另外，为了改善天线与同轴线缆之间的不平衡馈电问题，天线还可以设置其他的结构方式。
例如，如图6所示，在本申请提供的实施例中，第一振臂41和第二振臂42之间形成有缺口，第二微带线22的一端(右端)延伸至缺口内。在进行连接时，同轴线缆50的外导体52可以与第一振臂41的馈电端411连接，同轴线缆50的内导体51可以与第二微带线22上的馈电端221连接。从而使得天线与同轴线缆50之间实现共面波导的方式进行馈电，以改善天线与同轴线缆50之间不平衡馈电的问题。
下面，将以图7中所示出的天线为例，通过实验数据的方式对其有益效果进行说明：
在图7中，天线中包括对称振子40a、对称振子40b、对称振子40c和折合振子30。其中，对称振子40c和折合振子30之间的间距大致等于天线工作波长的一半。对称振子40a、对称振子40b和对称振子40c由左向右依次设置。且三个对称振子满足上式(1)至(3)中的尺寸约束进行设置。
如图8所示，示出了天线的信号仿真图。由图中可以看出，天线的工作频段大致处于5GHz-5.6GHz之间。具体来说，图中的标记1的坐标点大致位于(5.0517，-10.179)，标记2的坐标点大致位于(5.5933，-10.074)。在行业内，通常将小于-10dB的频率看作天线的有效功率频率，因此，在本申请提供的天线中，天线的有效工作频段大致处于5GHz-5.6GHz之间。
如图9所示，示出了在即X-Z方向上，天线辐射强度的数据仿真图。在图10中示出了在X-O-Z上的天线辐射图。在图11中，示出了在X-O-Y上的天线辐射图(又称方向图)。在图12中，示出了在Y-O-Z上的天线辐射图。即在立体空间范围内，天线的辐射信号呈现出了双波束特性。
综合来看，本申请实施例提供的天线，在立体的空间范围内能够实现多向的辐射范围，并能够实现多波束特性，从而有利于提升天线的使用效果。
另外，本申请实施例还提供了一种通信设备，该通信设备包括上述天线，该通信设备可以是光网络单元(Optical network unit，ONU)、接入点(Access Point，AP)、站点(Station，STA)、无线路由器、手机、平板电脑，或者其他任何采用上述天线的电子设备等。或者，该通信设备也可以为包括上述天线的模块等。该通信设备还可以包括信号处理电路，信号处理电路与天线电连接，以输入或输出射频信号。信号处理电路可以通过传输媒介与天线电连接。传输媒介例如可以为同轴电缆、或者其他任何媒介等。该电子设备的天线性能较佳，能够实现较宽的频带和全向覆盖范围。
以上，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种天线，其特征在于，包括：
介质基板；
集合线，设置在所述介质基板上，且所述集合线具有第一端和第二端；
折合振子，设置在所述介质基板上，所述折合振子位于所述集合线的第一端，并与所述集合线连接；
N个对称振子，设置在所述介质基板上，且所述N个对称振子与所述集合线连接，其中，N为大于或等于1的整数；
在N大于1时，N个所述对称振子由所述集合线的第一端向第二端依次设置。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述折合振子与末端的对称振子之间的间距为L；
其中，所述末端的对称振子为位于所述集合线的第二端的对称振子；
所述L的长度介于所述天线的工作波长的四分之一至整个工作波长之间。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述L的长度等于所述天线的工作波长的二分之一。
4.根据权利要求1至3中任一所述的天线，其特征在于，所述集合线包括第一微带线和第二微带线；
所述第一微带线和所述第二微带线相互平行设置，且所述第一微带线和所述第二微带线之间具有间隙。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述对称振子包括第一振臂和第二振臂，且所述第一振臂和所述第二振臂关于所述集合线对称设置；
其中，所述第一振臂位于所述第一微带线的一侧，且所述第一振臂靠近所述第一微带线的一端与所述第一微带线连接；所述第二振臂位于所述第二微带线的一侧，且所述第二振臂靠近所述第二微带线的一端与所述第二微带线连接。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，在末端的对称振子中，所述第一振臂具有第一馈电端，且所述第一馈电端位于所述第一振臂的朝向所述第二振臂的一端；
所述第二振臂具有第二馈电端，且所述第二馈电端位于所述第二振臂的朝向所述第一振臂的一端；
其中，所述末端的对称振子为位于所述集合线的第二端的对称振子。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述天线还包括巴伦结构；
所述巴伦结构设置在末端的对称振子的远离所述折合振子的一侧，并与所述末端的对称振子连接。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述巴伦结构为弯折的U形结构；
其中，所述巴伦结构的一端与所述第一振臂连接，另一端与所述第二振臂连接。
9.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，末端的对称振子包括第一振臂和第二振臂，且所述第一振臂和所述第二振臂关于所述集合线对称设置；
所述第一振臂和所述第二振臂相互靠近的一端相互连接，且具有缺口；
所述第一振臂靠近所述第一微带线的一端与所述第一微带线连接，所述第二微带线的一端位于所述缺口内；
其中，所述末端的对称振子为位于所述集合线的第二端的对称振子，所述第一振臂或所述第二振臂具有第一馈电端，所述第二微带线具有第二馈电端。
10.根据权利要求4至9中任一所述的天线，其特征在于，所述折合振子包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂与所述第一微带线的一端连接，所述第二连接臂与所述第二微带线的一端连接。
11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述第一连接臂具有向背离所述第二连接臂的方向延伸的第一延伸段；
所述第二连接臂具有向背离所述第一连接臂的方向延伸的第二延伸段。
12.根据权利要求1至11中任一所述的天线，其特征在于，N个所述对称振子满足：
Figure FDA0002851680500000021
其中，n为所述对称振子的序号，且自所述集合线的第一端向第二端顺序递增；Ln为第n个对称振子的长度；Ln+1为第n+1个对称振子的长度；τ为所述天线的集合因子。
13.根据权利要求1至12中任一所述的天线，其特征在于，N个所述对称振子满足：
Figure FDA0002851680500000022
其中，n为所述对称振子的序号，且自所述集合线的第一端向第二端顺序递增；Rn为第n个对称振子到所述天线的虚拟顶点的距离；Rn+1为第n+1个对称振子到所述天线的虚拟顶点的距离；τ为所述天线的集合因子。
14.根据权利要求1至13中任一所述的天线，其特征在于，N个所述对称振子满足：
Figure FDA0002851680500000023
其中，n为所述对称振子的序号，且自所述集合线的第一端向第二端顺序递增；dn为第n个对称振子与第n+1个对称振子的间距；dn+1为第n+1个对称振子与第n+2个对称振子的间距；τ为所述天线的集合因子。
15.一种通信设备，其特征在于，包括信号处理电路和如权利要求1至14中任一项所述的天线，所述信号处理电路与所述天线电连接。
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