CN114709602A - 一种天线及通讯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及无线通讯技术领域，公开了一种天线及通讯设备,天线包括基板、天线模块和接地层，天线模块设置于所述基板的第一表面，所述天线模块包括第一馈线、第二馈线和第一辐射组件，所述第一馈线和第二馈线间隔设置，所述第一辐射组件位于所述第一馈线和第二馈线之间，接地层设置于所述基板的第二表面，所述基板的第一表面和第二表面相对，所述接地层用于引导无线信号的传输方向。通过上述方式，本发明实施例能将第一馈线和第二馈线中的信号均耦合到第一辐射组件，以利于天线的小型化设计。

Description

一种天线及通讯设备
技术领域
本发明实施例涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种天线及通讯设备。
背景技术
目前雷达系统在一些特定场景下为了达到一定的探测距离，需要设计水平波束偏转天线对目标区域进行探测，目前的偏转天线为了得到大角度偏转一般需要较大的阵列规模，即需要设置多个辐射单元。
本发明实施例在实施过程中，发明人发现：目前的偏转天线的每个辐射单元都包括有辐射组件和一条馈线，并且同一馈线中的信号只能耦合到同一个辐射单元中的辐射组件上，采用这种方式会使得每个辐射单元之间独立工作，并不利于天线的小型化发展。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种天线及通讯设备，能够克服上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种天线，所述天线包括基板、天线模块和接地层，所述天线模块设置于所述基板的第一表面，所述天线模块包括第一馈线、第二馈线和第一辐射组件，所述第一馈线和第二馈线间隔设置，所述第一辐射组件位于所述第一馈线和第二馈线之间，所述接地层设置于所述基板的第二表面，所述基板的第一表面和第二表面相对，所述接地层用于引导无线信号的传输方向。
可选地，所述天线模块还包括第二辐射组件和第三辐射组件，所述第二辐射组件位于所述第一馈线远离所述第二馈线的一侧，所述第三辐射组件位于所述第二馈线远离所述第一馈线的一侧。
可选地，所述天线模块还包括第三馈线和第四辐射组件，所述第一馈线、第二馈线和第三馈线间隔设置，并且所述第二馈线位于所述第一馈线和第三馈线之间，所述第四辐射组件固定于所述基板的第一表面，所述第四组件位于所述第三馈线远离所述第二馈线的一侧。
可选地，所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件相对于所述第一馈线倾斜设置。
可选地，所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件的数量为多个，多个所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件沿所述第一馈线间隔设置。
可选地，相邻两个所述第一辐射组件之间的距离、相邻两个所述第二辐射组件之间的距离、相邻两个所述第三辐射组件之间的距离以及相邻两个所述第四辐射组件之间的距离均为无线信号的波长。
可选地，所述天线模块还包括功分器、第一移相器和第二移相器，所述功分器的输入端用于接入无线信号，所述第一移相器的一端和所述功分器的第一输出端连接，所述第一移相器的另一端和所述第一馈线的一端连接，所述第二移相器的一端和所述功分器的第二输出端连接，所述第二移相器的另一端和所述第二馈线的一端连接。
可选地，所述天线模块还包括第一匹配组件、第二匹配组件和第三匹配组件，所述第一匹配组件设置于所述第一馈线的另一端，所述第二匹配组件设置于所述第二馈线的另一端，所述第三匹配组件设置于所述第三馈线的另一端。
可选地，所述天线模块还包括第一匹配枝节、第二匹配枝节和第三匹配枝节，所述第一匹配枝节设置于所述第一馈线的一端，所述第二匹配枝节设置于所述第二馈线的一端，所述第三匹配枝节设置于所述第三馈线的一端。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种通讯设备，包括上述的天线。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例通过将第一辐射组件设置于第一馈线和第二馈线之间，因此，第一馈线和第二馈线中的信号均可以耦合至第一辐射组件，从而可以实现第一馈线和第二馈线之间相互配合工作，从而在提高天线的效率的同时有利于减小天线的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明实施例中的天线的结构示意图；
图2是本发明中的天线模块的一实施例的结构示意图；
图3是本发明中的天线模块的另一实施例的结构示意图；
图4是本发明实施例中的天线的实验结果示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参阅图1，所述天线100包括：基板10、天线模块20和接地层30。所述天线模块20设置于所述基板10的第一表面，所述天线模块20用于辐射无线信号，所述接地层30设置于所述基板10的第二表面，所述基板10的第一表面和第二表面相对，所述接地层10用于引导无线信号的传输方向。
对于上述的天线模块20，请参阅图2，所述天线模块20包括功分器201、第一移相器202、第二移相器203、第一馈线204、第二馈线205、第三馈线206、第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209、第四辐射组件210、第一匹配组件211、第二匹配组件212、第三匹配组件213、第一匹配枝节214、第二匹配枝节215和第三匹配枝节216。所述功分器201的输入端用于接入无线信号，所述功分器201可以设置多个输出端，所述功分器201用于将输入信号分成多路输出信号，在本实施例中所述功分器201设置有两个输出端，所述功分器201将输入信号分成两路输出信号，在其他实施例中，所述功分器201也可以将输入信号分成两路以上输出信号。所述第一移相器202的一端和所述功分器201的第一输出端连接，所述第一移相器202的另一端和所述第一馈线204的一端连接，所述第二移相器203的一端和所述功分器201的第二输出端连接，所述第二移相器203的另一端和所述第二馈线205的一端连接。所述第三馈线206靠近所述功分器201的一端为开路，即所述第三馈线206的一端不与其他部件或者设备连接。所述第一移相器202和第二移相器203分别用于调整所述第一馈线204和第二馈线205中的信号的相位，以使得所述第一馈线204和第二馈线205中的信号具有不同的相位，从而可以实现所述天线100所辐射的信号的具有偏转角度。通过所述第一移相器202和第二移相器203来调节所述第一馈线204和第二馈线205中的信号的相位差，可以调节所述天线100所辐射的信号的偏转角度，以使得所述天线100可以在特定的环境下具有良好的信号辐射能力。
在一些实施例中，所述第三馈线206的一端可以是短路，即所述第三馈线206的一端和所述接地层3导通；所述第三馈线206的一端也可以和匹配负载连接。
请继续参阅图2，所述第一馈线204、第二馈线205和第三馈线206间隔设置，所述第二馈线205位于所述第一馈线204和第三馈线206之间。所述第一辐射组件207位于所述第一馈线204和第二馈线205之间，所述第二辐射组件208位于所述第一馈线204远离所述第二馈线205的一侧，所述第一辐射组件207和第二辐射组件208之间形成第一缝隙，所述第一馈线204穿过所述第一缝隙，以使得所述第一馈线204中的信号可以耦合到所述第一辐射组件207和第二辐射组件208中。所述第三辐射组件209位于所述第二馈线205远离所述第一馈线204的一侧，所述第三辐射组件209与所述第一辐射组件207之间形成第二缝隙，所述第二馈线205穿过所述第二缝隙，以使得所述第二馈线205内的信号耦合到所述第一辐射组件201和第三辐射组件209中。所述第四辐射组件210位于所述第三馈线206远离所述第二馈线205的一侧，所述第三辐射组件209和第四辐射组件210之间形成第三缝隙，所述第三馈线206穿过所述第三缝隙，所述第三馈线206和第四辐射组件210大幅提高所述第一馈线204与第一辐射组件207和第二辐射组件208之间以及所述第二馈线205与第一辐射组件207和第三辐射组件209之间的的耦合效果，从而提高所述天线100的性能增益。
在一些实施例中，请参阅图2，所述第一辐射组件207为第一辐射贴片，所述第二辐射组件208为第二辐射贴片，所述第三辐射组件209为第三辐射贴片，所述第四辐射组件210为第四辐射贴片。
在一些实施例中，请参阅图2，所述第一馈线204、第二馈线205和第三馈线206两两互相平行。
在一些实施例中，请参阅图2，所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210的形状均为矩形，当然，所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210的形状也可以是其他形状，例如椭圆形等。
在一些实施例中，请参阅图2，所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210的数量均为多个，多个所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210沿所述第一馈线204间隔设置。通过设置多个所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210，可以提高所述第一馈线与第一辐射组件207和第二辐射组件208之间，以及，所述第二馈线与第一辐射组件207和第三辐射组件208之间的耦合效果，进而提高所述天线100的性能增益。
在一些实施例中，相邻两个所述第一辐射组件207之间的距离、相邻两个所述第二辐射组件208之间的距离、相邻两个所述第三辐射组件209之间的距离以及相邻两个所述第四辐射组件210之间的距离均约等于无线信号的波长。
在一些实施例中，从所述第二辐射组件208远离所述第一馈线204的一端到所述第四辐射组件210远离所述第三馈线206的一端的直线距离为无线信号的波长的二分之一。
在一些实施例中，请参阅图3，所述第一辐射组件207、第二辐射组件208、第三辐射组件209和第四辐射组件210相对于所述第一馈线204倾斜设置，从而可以减小所述天线100在第一方向上的宽度，所述第一方向垂直于所述第一馈线204。
请参阅图2，所述第一匹配组件211设置于所述第一馈线204的另一端，并且所述第一匹配组件211和所述第一馈线204导通；所述第二匹配组件212设置于所述第二馈线205的另一端，并且所述第二匹配组件212和所述第二馈线205导通；所述第三匹配组件213设置于所述第三馈线206的另一端，并且所述第三馈线206和所述第三匹配组件213导通。所述第一匹配组件211、第二匹配组件212和第三匹配组件213均用于调整所述天线100的匹配阻抗。
在一些实施例中，请参阅图2，所述第一匹配组件211设置有第一凹槽2111，所述第一馈线204的另一端收容于所述第一凹槽2111。所述第二匹配组件212设置有第二凹槽2121，所述第二馈线205的另一端收容于所述第二凹槽2121。所述第三匹配组件213设置有第三凹槽2131，所述第三馈线206的另一端收容于所述第三凹槽2131。
请参阅图2，所述第一匹配枝节214设置于所述第一馈线204的一端，所述第二匹配枝节215设置于所述第二馈线205的一端，所述第三匹配枝节216设置于所述第三馈线206的一端。所述第一匹配组件211、第二匹配组件212、第三匹配组件213、第一匹配枝节214、第二匹配枝节215和第三匹配枝节216共同用于调整所述天线100的匹配阻抗，以使得所述天线100的阻抗和负载的阻抗相匹配，防止因所述天线100和负载的阻抗不匹配而导致信号反射的情况发生，从而提高所述天线100的性能增益。
为了读者更好地理解本发明的构思，如下对天线100进行实验检测：
通过将多个所述第一辐射组件207设置于所述第一馈线204和第二馈线205之间，将多个所述第二辐射组件208设置于所述第一馈线204远离所述第二馈线205的一侧，将多个所述第三辐射组件209设置于所述第二馈线205和第三馈线206之间，将多个所述第四辐射组件210设置于所述第三馈线206远离所述第二馈线205的一侧，然后通过所述第一匹配组件211、第二匹配组件212、第三匹配组件213、第一匹配枝节214、第二匹配枝节215和第三匹配枝节216共同来调整所述天线100的匹配阻抗，再通过所述第一移相器202和第二移相器203来调节所述第一馈线204和第二馈线205中的信号的相位差，从而可以实现所述天线100的波束角度偏转的效果。当通过所述第一移相器202和第二移相器203来使得所述第二馈线205中的信号相位比所述第一馈线204中的信号相位超前250°时，所述天线100可以实现55°左右的水平波束偏转以及约10dB的副瓣，如图4所示。与此同时，基于上述的天线100的结构，所述天线100在实现55°左右的水平波束偏转以及约10dB的副瓣的情况下，所述天线100在所述第一方向上的宽度可以缩小至波长的1.25倍。
在本发明实施例中，通过将第一辐射组件207设置于第一馈线204和第二馈线205之间，因此，第一馈线204和第二馈线205中的信号均可以耦合至第一辐射组件207，从而可以实现第一馈线204和第二馈线205之间相互配合工作，从而在提高天线100的效率的同时有利于减小天线100的体积。
本发明又提供通讯设备实施例，所述通讯设备包括上述的天线100，对于天线100的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：
基板；
天线模块，设置于所述基板的第一表面，所述天线模块包括第一馈线、第二馈线和第一辐射组件，所述第一馈线和第二馈线间隔设置，所述第一辐射组件位于所述第一馈线和第二馈线之间；
接地层，设置于所述基板的第二表面，所述基板的第一表面和第二表面相对，所述接地层用于引导无线信号的传输方向。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述天线模块还包括第二辐射组件和第三辐射组件，所述第二辐射组件位于所述第一馈线远离所述第二馈线的一侧，所述第三辐射组件位于所述第二馈线远离所述第一馈线的一侧。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
所述天线模块还包括第三馈线和第四辐射组件，所述第一馈线、第二馈线和第三馈线间隔设置，并且所述第二馈线位于所述第一馈线和第三馈线之间，所述第四辐射组件固定于所述基板的第一表面，所述第四组件位于所述第三馈线远离所述第二馈线的一侧。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件相对于所述第一馈线倾斜设置。
5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件的数量为多个，多个所述第一辐射组件、第二辐射组件、第三辐射组件和第四辐射组件沿所述第一馈线间隔设置。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，
相邻两个所述第一辐射组件之间的距离、相邻两个所述第二辐射组件之间的距离、相邻两个所述第三辐射组件之间的距离以及相邻两个所述第四辐射组件之间的距离均为无线信号的波长。
7.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述天线模块还包括功分器、第一移相器和第二移相器，所述功分器的输入端用于接入无线信号，所述第一移相器的一端和所述功分器的第一输出端连接，所述第一移相器的另一端和所述第一馈线的一端连接，所述第二移相器的一端和所述功分器的第二输出端连接，所述第二移相器的另一端和所述第二馈线的一端连接。
8.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述天线模块还包括第一匹配组件、第二匹配组件和第三匹配组件，所述第一匹配组件设置于所述第一馈线的另一端，所述第二匹配组件设置于所述第二馈线的另一端，所述第三匹配组件设置于所述第三馈线的另一端。
9.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，
所述天线模块还包括第一匹配枝节、第二匹配枝节和第三匹配枝节，所述第一匹配枝节设置于所述第一馈线的一端，所述第二匹配枝节设置于所述第二馈线的一端，所述第三匹配枝节设置于所述第三馈线的一端。
10.一种通讯设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的天线。
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