CN116266673A - 一种天线和通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种天线和通信设备，涉及通信技术领域，以解决天线中振子之间电磁耦合的问题。天线可以包括振子阵列和介质板，振子阵列包括设置在同一个平面上的多个振子，介质板设置在振子阵列的一侧，介质板平行于该平面设置；在振子阵列中的每个振子产生的电磁波中，一部分直接传播至相邻的振子的电磁波成为耦合波，且一部分被介质板反射后再传播至相邻的振子的电磁波成为反射波，其中，介质板能够使每个振子的反射波与耦合波幅度大致相同且相位大致相反，从而可以使反射波与耦合波相互抵消，以降低相邻的两个振子之间的电磁耦合，另外，介质板的结构较为简单，便于制作，因此，会明显降低天线的制作成本。

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

随着通信技术的不断发展，基站天线也朝着宽带化、小型化的方向发展。例如，可以在基站天线中放置多个振子，以提升基站天线的信道容量和带宽。由于空间限制，相邻振子之间的距离一般较小，这就不可避免的造成了不同振子之间的电磁耦合。振子之间的电磁耦合不仅会增加功率损耗，还会引起信号失真，从而会降低基站天线的性能。因此，如何降低振子之间的电磁耦合成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种结构简单，有利于降低振子间电磁耦合的天线。

一方面，本申请提供了一种天线，可以包括振子阵列和介质板。振子阵列包括设置在同一个平面上的多个振子。介质板设置在振子阵列的一侧，且介质板平行于该平面设置。在振子阵列中的每个振子的电磁波中，一部分直接传播至相邻的振子的电磁波成为耦合波，另一部分被介质板反射后再传播至相邻的振子的电磁波成为反射波，其中，介质板的设置可以使每个振子产生的反射波和耦合波的幅度相同且相位相反，从而可以使每个振子产生的耦合波和反射波相互抵消，以降低相邻的两个振子之间的电磁耦合。另外，介质板的结构较为简单，便于制作，因此，会明显降低天线的制作成本。

在具体实施时，介质板可以是厚度大致相同的平板状结构。或者，介质板不同区域的厚度也可以不相同。

例如，介质板可以具有第一区域和第二区域。其中，多个振子在介质板上投影可以落于第一区域，且不落于第二区域。并且，第一区域的厚度小于第二区域的厚度。或者，可以理解的是，多个振子在介质板上的投影位于第一区域内。并且，多个振子在介质板上的投影位于第二区域外部。概括来说，在具体应用时，在介质板正对振子的区域的厚度尺寸可以比较小。在介质板正对振子之间的间隙的区域的厚度尺寸可以比较大，从而可以避免介质板损害天线的辐射增益和匹配特性，并明显减弱振子之间的电磁耦合度。

或者，在另外的实施方式中，天线中也可以设置额外的介质块。至少一个介质块和介质板可位于振子阵列的同一侧。并且，至少一个介质块在多个振子所在的平面上的投影位于至少一个振子在该平面上的投影区域内。

在具体设置时，介质块可以位于介质板的背离振子阵列的表面，并与介质板固定连接。或者，介质块也可以悬置在介质板的背离振子阵列的一侧，其中，介质块与介质板之间可以通过额外的支架实现固定连接。

在具体实施时，可以在每个振子的上方分别设置介质块，或者，也可以在多个振子之间的间隙的上方设置介质块。通过设置额外的介质块，可以便于改变不同区域的介质的厚度，从而有利于提升制作时的灵活性，也有利于降低制作难度。

在一种实现方式中，在平行于多个振子所在的平面的方向上，至少一个介质块可以形成矩形、圆形或其他的形状。或者，还可以在介质块背离振子阵列的一侧设置凹槽，从而可以使介质块的不同区域具有不同的厚度尺寸，以满足实际需求。其中，本申请对介质块的数量、形状和设置位置不作具体限定。

另外，在具体设置时，介质板的介电常数可以是4.0-4.5中的任意值。介质块的介电常数可以是4.0-4.3之间的任意值。换句话说，介质板和介质块的介电常数可以相同也可以不相同，本申请对此不作具体限定。

在一种实现方式中，天线还可以包括支架。介质板可以通过支架与振子阵列固定连接，以保证介质板和振子阵列之间的相对位置的稳定性。

另一方面，本申请还提供了一种通信设备，包括上述的任一种天线。通信设备还可以包括射频电路，射频电路可以与天线中的每个振子连接，用于向每个振子进行馈电，以激发每个振子发射电磁波。其中，通信设备可以是基站或雷达等，本申请对通信设备的具体类型不作限制。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种天线的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基站天线的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种天线的结构框图；

图4为本申请实施例提供的一种天线的侧视图；

图5为本申请实施例提供的一种天线的第一振子的电磁波的传播路径示意图；

图6为本申请实施例提供的一种天线的第一振子的电磁波的传播路径示意图；

图7为本申请实施例提供的一种天线的侧视图；

图8为本申请实施例提供的一种天线的立体结构示意图；

图9为图8的侧视图；

图10为图8中的第一振子和第二振子的简化结构示意图；

图11为本申请实施例提供的天线的一种仿真数据图；

图12为本申请实施例提供的天线的另一仿真数据图；

图13为本申请实施例提供的天线的另一仿真数据图；

图14为本申请实施例提供的天线的另一仿真数据图；

图15为本申请实施例提供的天线在H面的方向图的对比图；

图16为本申请实施例提供的天线在V面的方向图的对比图；

图17为本申请实施例提供的一种介质板和介质块的立体结构示意图；

图18为图17的侧视图；

图19为本申请实施例提供的另一种天线的侧视图；

图20为本申请实施例提供的一种介质板和介质块的立体结构示意图；

图21为图20的侧视图；

图22为本申请实施例提供的一种介质板和介质块的立体结构示意图；

图23为图22的侧视图；

图24为本申请实施例提供的一种介质板和介质块的立体结构示意图；

图25为图24的侧视图；

图26为本申请实施例提供的一种通信设备的结构框图。

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基站、雷达等通信设备中，以实现无线通信功能。

如图1所示，该应用场景可以包括基站和终端。基站和终端之间可以实现无线通信。该基站可以位于基站子系统(base bastion subsystem，BBS)、陆地无线接入网(UMTSterrestrial radio access network，UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolveduniversal terrestrial radio access，E-UTRAN)中，用于进行无线信号的小区覆盖以实现终端设备与无线网络之间的通信。具体来说，基站可以是全球移动通信系统(globalsystem for mobile communication，GSM)或(code division multiple access,CDMA)系统中的基地收发台(base transceiver station，BTS)，也可以是宽带码分多址(widebandcode division multiple access，WCDMA)系统中的节点B(NodeB，NB)，还可以是长期演进(long term evolution,LTE)系统中的演进型节点B(evolutional NodeB，eNB或eNodeB)，还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器。或者该基站也可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及新无线(new radio,NR)系统中的g节点(gNodeB或者gNB)或者未来演进的网络中的基站等，本申请实施例并不限定。

如图2所示，在本申请实施例提供的一种基站中，包括基站天馈系统。在实际应用中，基站天馈系统主要包括天线01、馈线02和接地装置03等。天线01一般固定在抱杆04上，并且可以通过天线调整固定架05来调节天线01的下倾角，以对天线01的信号覆盖范围进行一定程度的调整。

另外，基站还可以包括射频处理单元06和基带处理单元20。例如，射频处理单元06可用于对天线01接收到的信号进行选频、放大以及下变频处理，并将其转换成中频信号或基带信号发送给基带处理单元20，或者射频处理单元06用于将基带处理单元20发出的中频信号经过上变频以及放大处理通过天线01转换成无线信号发送出去。基带处理单元20可通过射频处理单元06与天线01的馈电网络连接。在一些实施方式中，射频处理单元06又可称为射频拉远单元(remote radio unit，RRU)，基带处理单元20又可称为基带单元(basebandunit，BBU)。

如图2所示，在一种可能的实施例中，射频处理单元06可以与天线01一体设置，而基带处理单元20位于天线01的远端，射频处理单元06与基带处理单元20可以通过馈线02连接。在另外的实施例中，还可以使射频处理单元06和基带处理单元20同时位于天线01的远端。

请结合参阅图2和图3所示，应用在基站中的天线01还可以包括天线罩011和位于天线罩011内的反射板012和馈电网络013，其中反射板012也可以称为底板。馈电网络013的主要功能是把信号按照一定的幅度、相位馈送到辐射组件014，或者将辐射组件014接收到的无线信号按照一定的幅度、相位发送到基站的基带处理单元20。可以理解的是，具体实施时，馈电网络013可以包括移相器、合路器、传动或校准网络或者滤波器等器件中的至少一个，本申请对馈电网络013的组成部件、类型和所能实现的功能不作限制。

当然，上述的天线01还可以应用到多种其他类型的通信设备中，本申请对天线01的应用场景不作限制。

对于天线罩011，在电气性能上，天线罩011具有良好的电磁波穿透性，从而不会影响到辐射组件014与外界之间电磁波的正常收发。在机械性能上，天线罩011具有良好的受力性和抗氧化等性能，从而能够经受外界恶劣环境的侵蚀。

对于辐射组件014，也可以称为振子，是构成天线基本结构的单元，它能有效的发射或接收电磁波，辐射组件014中可以包括多个振子，且多个振子也可以组成阵列进行使用。在具体应用中，振子可以分为单级化和双极化等类型。在具体配置时，可以根据实际需求对振子的类型进行合理选择。

随着移动通信技术的不断发展，第五代移动通信技术(5th generation mobilecommunication technology，5G)也得到了广泛的应用。大规模多入多出技术(multiple-inmultipleout，MIMO)作为5G通信系统的关键技术之一，可以有效提高信道容量。在大规模多入多出技术的背景下，天线中需要排布大量的振子，并且，在小型化的设计前提下，振子之间的距离一般都不能大于半个波长。其中，振子之间的距离一般都不能大于半个波长具体指的是，相邻两个振子之间的距离一般会小于或等于半个波长。该波长指的是振子所产生的电磁波在空间中传播时对应的波长。当振子间的距离较小时，就不可避免的造成了相邻的两个振子之间的电磁耦合。振子间的电磁耦合不仅会增大天线的功率损耗，还会引起信号失真等不良情况，因此，减小振子间的电磁耦合对大规模阵列天线的设计至关重要。

为此，本申请实施例提供了一种能有效降低振子间电磁耦合的天线和包括该天线的通信设备。

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”和“该”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”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”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”、“在一些实施方式中”、“在另外的实施方式中”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”、“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4所示，在本申请提供的一个实施例中，天线10可以包括振子阵列11和介质板12。振子阵列11可以包括多个振子111(图4中示出有四个)，并且，多个振子111设置在同一个平面O上。介质板12设置在振子阵列11的一侧，并且，介质板12平行于多个振子111所在的平面O设置。其中，当每个振子111受激发产生电磁波时，一部分电磁波会透过介质板12进行传播形成反射波。另外一部分电磁波会直接传播至相邻的振子，从而形成电磁耦合。本申请通过在天线中设置介质板12，通过介质板12与振子阵列11之间的位置关系、以及介质板12的介电系数和厚度等因素，使得每个振子111的反射波传播至相邻的阵子时，反射波与振子111产生的耦合波的幅度能够相同且相位相反，从而相互抵消，以降低相邻振子111之间的电磁耦合。另外，介质板12的结构较为简单，便于制作，因此，会明显降低天线10的制作成本。

可以理解的是，在具体应用时，振子阵列11中的振子111的数量可以是两个或者两个以上的任意数量，本申请对振子111的具体数量不作限制。

另外，多个振子111位于同一个平面上指的是，多个振子111大致位于同一个平面上，并不是严格意义上的同一个平面。例如，在垂直于该平面O的方向上，不同的振子111与该平面之间可以存在尺寸偏差。另外，多个振子111可以依照矩形阵列的形式进行排布，也可以依照环形阵列的形式进行排布，本申请对多个振子111的位置排布和间距不作具体限定。

为了便于说明介质板12降低相邻振子111之间的电磁耦合效果，下面将以两个振子111为例进行示例性说明。

如图5所示，示出了两个相邻设置的振子，分别为第一振子111a和第二振子111b。需要说明的是，为了便于说明本申请技术方案，在第一振子111a所产生的电磁波中，直接传播至第二振子111b的电磁波可以定义为耦合波。将第一振子111a和第二振子111b分别产生的电磁波中被介质板12反射的电磁波可以定义为反射波。

其中，第一振子111a产生的电磁波向外界传播的过程中，一部分电磁波会透过介质板12向外界传播。一部分电磁波(即耦合波)会直接传播至第二振子111b，因此，会被第二振子111b接收，从而使第一振子111a与第二振子111b产生电磁耦合。第一振子111a和第二振子111b之间的电磁耦合不仅会增加天线10的功率损耗，还会引起信号失真等不良问题。因此，在本申请提供的实施例中，通过设置介质板12会降低第一振子111a产生的电磁波传播至第二振子111b的功率。具体来说，第一振子111a产生的电磁波有一部分会被介质板12反射，形成反射波。反射波与耦合波的幅度大致相同，且相位大致相反，从而可以相互抵消，因此，能够降低第一振子111a和第二振子111b之间的电磁耦合。可以理解的是，以上，仅以第一振子111a产生的电磁波和反射波为例进行的具体说明。在实际应用中，第二振子111b产生的部分电磁波也会被第一振子111a所接收，因此，通过设置介质板12，也能够有效减弱第一振子111a所接收到的第二振子111b所产生的电磁波中的耦合波，以降低第一振子111a和第二振子111b之间的电磁耦合。简单来说，通过设置介质板12还可以降低第二振子111b产生的耦合波传播至第一振子111a的功率。第二振子111b产生的电磁波有一部分会被介质板12反射，形成反射波。反射波与耦合波的幅度大致相同，且相位大致相反，从而可以相互抵消，因此，能够降低第一振子111a和第二振子111b之间的电磁耦合。

在具体应用时，可以通过对介质板12的厚度尺寸、介电常数、介质板12与振子阵列11之间的距离进行合理调整，以对反射波的幅度和相位进行合理调整，使反射波与耦合波的幅度大致相同且相位大致相反。

具体的，假设介质板12的厚度尺寸为d，介电常数为ε_r。某一角度电磁波以倾斜的角度射入介质板12时的具体传播方向如图6所示。

请结合参阅图5和图6。在图6中，E_i表示第一振子111a射向介质板12的电磁波，θ表示电磁波的入射角度。E_r1表示经介质板12的下表面直接反射的电磁波。E_r2表示射入介质板12且经介质板12上表面反射的电磁波。即反射波包括E_r1和E_r2。

其中，介质板12可以等效为介电常数为ε’_r的半空间介电域。介质板12的厚度尺寸d和介电常数ε_r越大，则等效的介电常数ε’_r就越大。根据计算可得，介质板12的反射系数Γ可符合下述要求：

由上述公式中可以得出，ε’_r越大，则反射系数的绝对值|Γ|越大，反射波的幅度也就越大。因此，介质板12的厚度尺寸d和介电常数ε_r主要影响反射波的幅度。另外，由于电磁波在介质板12中的传播会给反射波引入一个附加的相位，因此，介质板12的厚度和介电常数也会影响反射波的相位。另外，介质板12和振子111所在平面O的距离h主要影响反射波的相位，并且，考虑到电磁波在传播过程中存在衰减，因此，介质板12与平面O之间的距离h也会影响反射波的幅度。因此，在实际应用中，可以通过增加介质板12的厚度和介电常数来增加反射波的幅度。并且，介质板12的厚度尺寸d越大，反射波的附加相位越大，因此，介质板12与平面O之间的距离h就可以越小。

因此，在实际应用过程中，可以通过对介质板12的厚度尺寸d、介电常数ε_r、介质板12与振子阵列11之间的距离h进行合理调整，以对反射波的幅度和相位进行合理调整，使反射波与耦合波的幅度大致相同且相位大致相反。

在具体实施时，介质板12的类型和具体形状可以是多样的。

例如，介质板12可以采用介电常数为4.3的环氧玻璃布层压板(FR4介质板)。当然，在具体应用时，可以根据实际情况对介质板12的类型和介电常数进行合理选择和调整，例如，介质板12的介电常数可以是4.0-4.5中的任意值。本申请对此不作具体限定。

另外，如图5所示，在本申请提供的实施例中，介质板12可以为平板状结构。具体来说，介质板12的厚度尺寸大致相同。可以理解的是，在其他的实施方式中，介质板12的不同区域的厚度也可以不相铜。

例如，如图7所示，在本申请提供的一个可能的实现方式中，介质板12的不同区域具有不同的厚度尺寸。

具体来说，介质板12具有第一区域121和一个第二区域122。其中，第一区域121可为正对第一振子111a和第二振子111b的区域，第二区域122可为正对第一振子111a和第二振子111b之间的间隙的区域。也就是说，第一振子111a和第二振子111b的投影会落在第一区域121，但不会落在第二区域122。示意性的，第一区域121的厚度可以小于第二区域122的厚度。

或者，可以理解的是，第一振子111a和第二振子111b在介质板12上的投影位于(或落于)第一区域121内。并且，第一振子111a和第二振子111b在介质板12上的投影位于(或落于)第二区域122外部。

概括来说，在具体应用时，在介质板12正对振子区域的厚度尺寸可以比较小。在介质板12正对振子之间的间隙的区域的厚度尺寸可以比较大，从而可以避免介质板12损害天线10的辐射增益和匹配特性，并明显减弱振子之间的电磁耦合度。

具体来说，以第一振子111a为例。当第一区域121的厚度尺寸较小时，具有较小的反射系数。第一振子111a所产生的电磁波可以有效的透过介质板12向外界进行传播。另外，还会降低所产生的反射波的强度，能降低第一振子111a所接收到的自身的反射波的强度，从而不会明显降低第一振子111a的辐射增益。另外，当第二区域122的厚度尺寸较大时，具有较大的反射系数，因此，可以适当的增加第一振子111a的反射波的强度，使反射波可以有效的传播至第二振子111b，因此，能够产生足够的反射波与传播至第二振子111b的电磁波进行抵消，以降低第一振子111a和第二振子111b之间的电磁耦合，从而明显提升第一振子111a和第二振子111b之间的隔离度。另外，考虑到介质板12的厚度尺寸较大时，较强功率的反射波可能会损害天线10的辐射增益和匹配特性，因此，将第一区域121的厚度尺寸设置成小于第二区域122的厚度尺寸后，可以使得振子能够向外界发射较大功率的电磁波，并向相邻的振子产生较大功率的反射波，因此，可以有效兼顾天线10的辐射增益和振子之间的隔离度。

可以理解的是，在图7中提供的示例中，介质板12的下表面(朝向第一振子111a和第二振子111b的一侧)为平面，上表面(背离振子111的一侧)为凹凸不平的表面。当然，在其他的实施方式中，介质板12的下表面也可以是凹凸不平的表面，介质板12的上表面为平面。或者，介质板12的上表面和下表面可以均为凹凸不平的表面。

另外，在一些实施方式中，天线10中也可以设置额外的介质块13。

例如，如图8和图9所示，在本申请提供的实施例中，介质板12的上表面设置有介质块13。其中，介质块13具有两个凹槽，分别为第一凹槽131和第二凹槽132。其中，第一凹槽131正对第一振子111a设置，第二凹槽132正对第二振子111b设置，即第一振子111a的投影落在第一凹槽131内部，第二振子111b的投影落在第二凹槽132内部。第一凹槽131和第二凹槽132的侧部大致正对第一振子111a或第二振子111b的边缘。或者，第一凹槽131和第二凹槽132的侧部正对第一振子111a和第二振子111b之间的间隙。

这样，设置额外的介质块13，可以便于改变不同区域的介质的厚度，从而有利于提升制作时的灵活性，也有利于降低制作难度。

为了便于说明本申请中的天线10对于提升隔离度等方面的有益效果，还提供了仿真数据图。

下面将以图8和图9中所示出的天线10结构进行示例性说明。

具体的，如图10所示，为第一振子111a和第二振子111b的简化结构示意图。其中，第一振子111a和第二振子111b均为交叉极化的偶极子，第一振子111a和第二振子111b为工作波长的0.38。或者，可以理解的是，第一振子111a和第二振子111b的工作频率大致相同，波长为第一振子111a或第二振子111b产生的电磁波在空间传播时对应的波长。图中，编号1、2、3、4分别表示不同极化的端口。其中，端口1和端口3的极化方向相同，端口2和端口4的极化方向相同。端口1和端口2的极化方向相互垂直。

如图8和图9所示。介质板12的长度尺寸L1可以是197mm，宽度尺寸L2可以是140mm，厚度尺寸d可以是7.8mm。介质块13的长度尺寸L3可以是60mm，宽度尺寸L4可以是57mm，高度尺寸D可以是20mm；第一凹槽131和第二凹槽132的深度尺寸L5均为6mm。介质板12的下表面与振子阵列11所在平面O之间的距离h大致为9mm。介质板12和介质块13的介电常数均为4.3。

图11中示出了端口1的反射系数的仿真曲线。横坐标表示频率，纵坐标表示反射系数。其中，实线S1表示未设置介质板12和介质块13时，端口1的反射系数随频率变化的仿真曲线。虚线S2表示设置有介质板12和介质块13时，端口1的反射系随频率变化的仿真曲线。

从图中可以明显看出，当采用介质板12和介质块13时，在目标频带(如1.8-2.2GHz)内，端口1仍能够具有-13dB以下，因此，能够保证良好的匹配性能。

如图12所示，示出了端口1和端口2的S参数的仿真曲线。其中，横坐标表示频率，纵坐标表示隔离度。S参数指的是端口1和端口2之间隔离度。实线S3表示未设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。虚线S4表示设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。

从图12中可以明显看出，当采用介质板12和介质块13以后，在1.8-2.2GHz频带内，端口1和端口2之间的隔离度可以保持在-20dB以下，因此，能有效保证端口1和端口2之间的隔离度。即，采用介质板12和介质块13以后不会对单个双极化振子111自身的隔离度造成明显影响。

如图13所示，示出了端口1和端口3的S参数的仿真曲线。其中，横坐标表示频率，纵坐标表示耦合度。S参数指的是端口1和端口3之间的隔离度。实线S5表示未设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。虚线S6表示设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。

从图13中可以明显看出，当采用介质板12和介质块13以后，在1.8-2.2GHz频带内，端口1和端口3之间的隔离度可以保持在-20dB以下。并且，在中心频点出，端口1和端口3之间的隔离度可以从-11dB减小至-28dB左右，因此，采用介质板12和介质块13以后可以对相邻振子111的同极化端口实现较好的解耦作用。

如图14所示，示出了端口1和端口4的S参数的仿真曲线。其中，横坐标表示频率，纵坐标表示耦合度。S参数指的是端口1和端口4之间的隔离度。实线S7表示未设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。虚线S8表示设置介质板12和介质块13时，S参数随频率变化的仿真曲线。

图14中可以明显看出，当采用介质板12和介质块13以后，在1.8-2.2GHz频带内，最高，可以从-17dB降低至-23dB左右，改善了约5dB的耦合度。同时，在1.8-2.2GHz频带内，可以提供小于-20dB的解耦需求。因此，采用介质板12和介质块13以后可以对相邻振子111的垂直极化端口实现较好的解耦作用。

另外，如图15所示，示出了第一振子111a和第一振子111a中的端口1在H面的天线10方向图。其中，H面也可以称为磁面，指的是平行于磁场方向的平面。

如图16所示，示出了第一振子111a和第一振子111a中的端口1在V面的天线10方向图。其中，V面也可以称为电面，指的是平行于电场方向的平面。

综合图15和图16可以明显看出，采用介质板12和介质块13后，第一振子111a的辐射方向图基本不变，辐射增益不受明显影响。并且，交叉极化的分辨率在轴上(即主极化与交叉极化在0°方向的差值)仍大于15dB，且在±60°范围内也基本保持在8.5dB以上。即采用介质板12和介质块13后，对天线10的辐射性能影响较小。

综上，在上述提供的实验数据中，可以明显看出，在第一振子111a和第二振子111b间距为第一振子111a或第二振子111b的工作波长的0.38倍的基础上，可以在1.8-2.2GHz频带内将不同端口的隔离度提升20dB以上，同时对天线10的辐射性能和匹配度影响较小，可以实现20％的解耦带宽。

可以理解的是，上述的尺寸和仿真结果仅为参考。在实际应用中，上述的各项尺寸可以根据实际情况进行适应性调整，本申请对此不作具体限定。

另外，在具体实施时，介质块的形状和设置数量可以是多样的，本申请对此不做限定。

例如，如图17和图18所示，在本申请提供的一个实施例中，天线中可以包括两种不同尺寸的介质块，分别为第一介质块13a和第二介质块13b。其中，第一介质块13a的高度尺寸小于第二介质块13b的高度尺寸。

如图19所示，多个第一介质块13a分别位于多个振子111的上方，多个第二介质块13b分别位于多个振子111之间的间隙的上方。

通过设置第一介质块13a和第二介质块13b，可以对振子111正上方和斜上方的电磁波进行不同程度的反射，以产生不同幅度和相位的反射波从而可以有效兼顾天线10的辐射增益以及相邻振子111之间的隔离度。

另外，如图19所示，在具体实施时，多个振子111可以设置在基板14上，从而实现多个振子111之间的相对固定。即多个振子111均设置在基板14上。另外，介质板12可以通过支架15与基板14进行固定连接，以保证介质板和振子阵列之间的相对位置。或者，介质板12与基板14之间可以通过螺钉等连接结构实现固定连接，本申请对介质板12和基板14之间的具体连接形式不作具体限定。

在具体应用时，可以根据实际需求对第一介质块13a和第二介质块13b的设置位置和尺寸进行合理调整，本申请对此不作具体限定。

另外，在图19中提供的示例中，第一介质块13a和第二介质块13b均位于介质板12的上板面。或者，在另外的实施方式中，第一介质块13a和第二介质块13b也可以设置在介质板12的下板面。或者，也可以在介质板12的上板面或下板面选择性的进行设置，本申请对此不作具体限定。

另外，在具体设置时，第一介质块13a和第二介质块13b的形状也可以是多样的。

例如，如图20和图21所示，以第一介质块13a为例。在平行于平面O的方向上，第一介质块13a的形状可以是矩形。

或者，如图22和图23所示，在平行于平面O的方向上，第一介质块13a的形状可以是圆形。

当然，在其他的实施方式中，在平行于平面O的方向上，第一介质块13a的形状也可以是椭圆形、多边形或其他的不规则形状，本申请对此不作具体限定。

可以理解的是，在另外的实施方式中，第一介质块13a也可以悬置在介质板12的上方。

例如，如图24和图25所示，以第一介质块13a为例。第一介质块13a与介质板12之间具有一定的距离。

可以理解的是，在具体应用时，第一介质块13a可以通过额外的支架等结构(图中未示出)与介质板12固定连接。另外，多个第一介质块13a与介质板12之间的距离可以相同也可以不相同。

当然，在对第二介质块13b进行设置时，第二介质块13b的具体形状以及第二介质块13b与介质板12之间的相对位置关系也可以进行相似的调整，在此不作赘述。

另外，如图26所示，本申请实施例还提供了一种通信设备30，包括上述任一种天线10。通信设备还可以包括射频电路31，射频电路31可以与天线10中的每个振子111连接，用于向每个振子111进行馈电，以激发每个振子111发射电磁波。其中，射频电路31与馈电点连接方式可以有很多种。例如，射频电路31可以包括同轴线缆、导线或微带线等结构，以便于实现与馈电点之间的连接。或者，射频电路31也可以采用耦合的方式对振子111进行馈电。本申请对此不作限制。

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 (11)

1.一种天线，其特征在于，包括：

振子阵列，包括设置在同一个平面上的多个振子；

介质板，设置在所述振子阵列的一侧，且所述介质板平行于所述平面设置；

每个所述振子产生的电磁波中，一部分直接传播至相邻的振子的电磁波成为耦合波，另一部分被所述介质板反射后再传播至相邻的振子的电磁波成为反射波；

所述介质板能够使每个所述振子产生的所述反射波和所述耦合波的幅度相同且相位相反。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质板具有第一区域和第二区域；

所述多个振子在所述介质板上的投影落于所述第一区域、且不落于所述第二区域；

其中，所述第一区域的厚度小于所述第二区域的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述天线还包括至少一个介质块，所述至少一个介质块和所述介质板位于所述振子阵列的同一侧、且所述至少一个介质块在所述平面上的投影位于至少一个所述振子在所述平面上的投影区域内。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述至少一个介质块设置在所述介质板的背离所述振子阵列的表面。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述至少一个介质块悬置在所述介质板的背离所述振子阵列的一侧。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的天线，其特征在于，在平行于所述平面的方向上，所述至少一个介质块形成的形状为矩形或圆形。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的天线，其特征在于，所述至少一个介质块背离所述振子阵列的一侧具有凹槽。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线，其特征在于，所述介质板的介电常数为4.0-4.5中的任意值。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线，其特征在于，每个所述振子为双极化振子。

10.根据权利要去1至9中任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括支架，所述介质板通过所述支架与所述振子阵列固定连接。

11.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的天线。

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