CN117199805A - 天线、通信设备和通信系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种天线、通信设备和通信系统,包括耦合连接的多个谐振器,多个谐振器设置于反射板的一侧。多个谐振器可以具有对称性,且多个谐振器中的第一谐振包括延伸方向不同的多个部分。通过合理设计多个部分的结构,有利于使天线在带宽、增益、隔离度、反射系数和滤波性能等方面具有相对较优的表现,有利于使天线满足更多要求。
Description
技术领域
本申请实施例涉及天线领域和通信领域,并且更具体地,涉及一种天线、通信设备和通信系统。
背景技术
通信设备可以通过多个天线分别覆盖多个频段,以便支持运营商的更多业务要求。现有技术中,天线可以包括耦合连接的多个谐振器,多个谐振器可以相互作用,从而使天线在具有辐射功能的基础上兼具滤波功能。
随着移动通信的发展,对天线的各项性能指标提出了更高的要求,如何提高天线的各项性能指标,是需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种天线、通信设备和通信系统,目的是提升天线的性能,以使天线满足更多要求。
第一方面,提供了一种天线,包括第一谐振器、第二谐振器和反射板,所述第一谐振器位于所述反射板和所述第二谐振器之间,所述第一谐振器和所述第二谐振器耦合连接,其中所述第一谐振器相对于第一对称面对称,所述第一谐振器包括多个部分,所述多个部分的延伸方向不同。
在本申请中,第一谐振器的多个部分延伸方向不同,因此第一谐振器可以在垂直于反射板的方向上具有相对较高的尺寸,有利于提升天线的带宽。第一谐振器具有对称性,有利于使第一谐振器的相互对称的两个部分所产生的辐射尽可能相互抵消,提升天线的交叉极化性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振器包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分机械连接在所述第二部分和所述第三部分之间,所述第一部分相对于所述第一对称面对称,所述第二部分和所述第三部分相对所述第一对称面对称设置;其中,所述第二部分由所述第一部分远离或朝向所述第二谐振器延伸。
在本申请中,第二部分由第一部分远离第二谐振器延伸,第二部分可以朝向反射板延伸,第一部分位于第一谐振器的中心部分,且靠近第二谐振器设置,有利于实现第一谐振器与第二谐振器之间的磁场耦合连接。第二部分由第一部分朝向第二谐振器延伸,第一部分位于第一谐振器的中心部分,有利于实现第一谐振器与第二谐振器之间的电场耦合连接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二部分远离所述第一部分的一端为所述第一谐振器的开路端。
在本申请中,第二部分的一端以及第三部分的一端均为开路端,有利于提高天线在垂直于反射板的方向上的尺寸,有利于提升天线的带宽。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振器还包括第四部分和第五部分,所述第四部分与所述第二部分远离所述第一部分的一端机械连接,所述第五部分与所述第三部分远离所述第一部分的一端机械连接,所述第四部分和所述第五部分相对于所述第一对称面对称设置。
在一些实施例中,第一部分靠近反射板设置;第四部分和第五部分靠近第二谐振器设置。第四部分和第五部分可以与第二谐振器有利于提高第一谐振器与第二谐振器之间的耦合连接强度。
在另一些实施例中,第一部分靠近第二谐振器设置;第四部分和第五部分靠近反射板设置。由此可以在第一谐振器的第四部分或第五部分上灵活地设置馈电位置,由此有利于灵活地调节天线的带宽。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第四部分由所述第二部分远离或靠近所述第三部分延伸。
在一些实施例中,第四部分由所述第二部分远离所述第三部分延伸,第五部分由所述第三部分远离所述第二部分延伸,则第四部分与第一对称面之间的间距可以相对较大,第五部分与第一对称面之间的间距可以相对较大。当第四部分和第五部分靠近第二谐振器设置时,第四部分和第五部分可以与第二谐振器的两端耦合连接,有利于调节滤波效果;当第四部分和第五部分靠近反射板设置时,第四部分或第五部分上的馈电位置可以用于实现相对较宽的带宽。
在一些实施例中,第四部分由所述第二部分靠近所述第三部分延伸,第五部分由所述第三部分靠近所述第二部分延伸,则第四部分与第一对称面之间的间距可以相对较小,第五部分与第一对称面之间的间距可以相对较小。当第四部分和第五部分靠近第二谐振器设置时,第四部分和第五部分可以与第二谐振器的中心部分耦合连接,有利于调节滤波效果;当第四部分和第五部分靠近反射板设置时,第四部分或第五部分上的馈电位置可以用于实现相对较窄的带宽。
在一些实施例中,所述第一谐振器还包括第八部分,所述第八部分与所述第一部分机械连接,所述第八部分相对于所述第一对称面对称。第八部分可以靠近第二谐振器的中心设置,有利于优化滤波性能。
在一些实施例中,所述第一谐振器还包括第九部分和第十部分,所述第九部分与所述第二部分机械连接,所述第十部分与所述第三部分机械连接,且所述第十部分朝向所述第二部分延伸,所述第九部分和第十部分相对于所述第一对称面对称设置。在一个实施例中,所述第九部分朝向所述第三部分延伸。由此有利于提升交叉极化性能或极化隔离度。
在一些实施例中,以下中的任一项用于接收馈电:所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二部分或者所述第三部分为以下任一项:
相对于所述第一部分垂直设置;
相对于所述第一部分倾斜设置。
在一些实施例中,第一谐振器的多个部分可以为条形结构,条形结构可以为直条型结构或弧条形结构。
通过调整第二部分和第三部分相对于第一部分的角度,可以调节第二谐振器上的馈电位置到第一对称面的距离。如果馈电位置到第一对称面的距离相对较大,则有利于使天线具有相对较大的带宽;如果馈电位置到第一对称面的距离相对较小,则有利于使天线具有相对较小的带宽。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述天线还包括第三谐振器,所述第三谐振器相对于所述第一对称面对称,所述第三谐振器设置于所述第一谐振器远离所述第二谐振器的一侧,所述第三谐振器与所述第一谐振器耦合连接。
在本申请中,天线在反射板和充当辐射单元的第二谐振器之间设置多个谐振器,且多个谐振器相对于同一对称面对称设置,有利于提升天线的滤波性能。也就是说,有利于在指定滤波频段内,减少天线接收到的信号的强度。
在一些实施例中,所述第三谐振器用于接收馈电。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第三谐振器还与所述第二谐振器耦合连接。
在本申请中,由于第三谐振器可以与第一谐振器和第二谐振器均耦合连接,由此有利于天线具有相对较多的耦合连接模式,有利于提升天线的滤波性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第三谐振器包括第六部分和第七部分,所述第六部分和所述第七部分延伸方向不同,所述第六部分与所述第一谐振器耦合连接,所述第七部分用于接收馈电。
在本申请中,第三谐振器包括延伸方向不同的多个部分,有利于增大天线在垂直于反射板的方向上的尺寸,有利于使天线具有相对较宽的带宽。通过调整第七部分上的馈电位置,可以调整天线的带宽。
在一些实施例中,所述第六部分与所述第二部分耦合连接,所述第三谐振器还包括第十一部分,所述第十一部分与所述第六部分相对于所述第一对称面对称设置,所述第十一部分与所述第三部分耦合连接。也就是说,第三谐振器的对称设置的两个部分可以分别与第一谐振器的两个部分耦合连接。第二谐振器的中心部分可以与第一谐振器的中心部分耦合连接,有利于提升天线的带宽。
在一些实施例中,所述第七部分与所述第一部分耦合连接,所述第三谐振器还包括第十二部分,所述第十二部分与所述第七部分相对于所述第一对称面对称设置,所述第十二部分与所述第一部分耦合连接。也就是说,第三谐振器的对称设置的两个部分可以与第一谐振器的同一部分耦合连接。第三谐振器的两端可以与第一谐振器的中心部分耦合连接,有利于提升天线的滤波性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二谐振器相对于第二对称面对称。
在本申请中,第二谐振器具有对称性,有利于提高天线的整体性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一对称面和所述第二对称面共面。
在本申请中,天线整体相对于同一对称面对称,有利于进一步提高天线的整体性能,例如有利于提升天线的交叉极化性能,又如当天线为双极化天线时,有利于提升天线的极化隔离度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,沿平行于所述第一对称面、垂直于所述反射板的方向投影,所述第一谐振器的投影区域与所述第二谐振器的投影区域至少部分重合。
在本申请中,沿平行于第一对称面、垂直于反射板的方向投影,第一谐振器的投影区域与第二谐振器的投影区域至少部分重合,有利于使能量尽可能沿着垂直于反射板的方向在第一谐振器和第二谐振器之间传播,有利于减少第一谐振器和第二谐振器之间的能量损耗。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,沿平行于所述第一对称面、垂直于所述反射板的方向投影,所述第一谐振器的投影区域位于所述第二谐振器的投影区域内。
在本申请中,第二谐振器的投影面积相对较大,一方面有利于提高第二谐振器从第一谐振器接收到的能量,另一方面,第二谐振器辐射信号和接收信号的能力可以相对较强,因此有利于提高天线的增益。
在一些实施例中,所述第二谐振器为板件。通过调整第二谐振器的长度l,可以调整天线的工作频段。通过调整第二谐振器的宽度t,可以调整第一谐振器和第二谐振器之间的耦合连接强度,进而可以调整天线的带宽。
在一些实施例中,所述第二谐振器的长度和宽度相同。
第二谐振器可以为贴片结构。
在一些实施例中,所述第二谐振器具有第一缝隙和第二缝隙,所述第一缝隙和所述第二缝隙贯通,所述第一谐振器在所述第二谐振器上的投影区域包括位于所述第一缝隙和所述第二缝隙以外的部分;其中,
所述第一缝隙和所述第二缝隙相对于所述第二对称面对称设置,或者;
所述第一缝隙和所述第二缝隙均相对于所述第二对称面对称。
第二谐振器设置有多个缝隙,有利于在第二谐振器的电长度不变的情况下,减少第二谐振器的物理长度。第二谐振器的缝隙越长,第二谐振器的物理长度越小,由此有利于减少第二谐振器的占用空间。
在一些实施例中,所述第二谐振器还具有开口,所述开口与所述第一缝隙远离所述第二缝隙的一端贯通,所述开口相对于所述第一缝隙垂直设置。
由于第二谐振器还设置有开口,且开口与第二谐振器的对称面的距离相对较远,有利于在减少物理长度的同时,兼顾第二谐振器与第一谐振器之间的耦合连接强度。
在一些实施例中,所述第二谐振器包括第一延伸部和第二延伸部,所述第一延伸部和所述第二延伸部相连,且所述第一延伸部和所述第二延伸部相对于所述第二对称面对称设置,从所述第一延伸部靠近所述第二延伸部的一端,到所述第一延伸部远离所述第二延伸部的一端,所述第一延伸部的宽度逐渐递增。
第二谐振器可以在中心位置具有相对较小的宽度,有利于在第二谐振器的电长度不变的情况下,缩小第二谐振器的物理长度,有利于减小第二谐振器和天线的在长度方向上的占用空间。
在一些实施例中,所述第二谐振器还包括第三延伸部和第四延伸部,所述第一延伸部、所述第二延伸部、所述第三延伸部和所述第四延伸部交汇于同一区域,所述第三延伸部和所述第四延伸部均相对于所述第二对称面对称;所述天线还包括第五谐振器,所述第五谐振器和所述第二谐振器耦合连接,其中所述第五谐振器相对于所述第二对称面对称,所述第五谐振器的极化方向和所述第一谐振器的极化方向相互正交。
第二谐振器还包括第三延伸部和第四延伸部,且天线还包括第五谐振器,有利于实现天线的双极化。
在一些实施例中,所述第二谐振器包括第一板件、第二板件和第三板件,所述第一板件相对于所述第二对称面对称,所述第一板件具有第一板件端部和第二板件端部,所述第二板件设置于所述第一板件靠近所述第一板件端部的区域,所述第三板件设置于所述第一板件靠近所述第二板件端部的区域,所述第二板件和所述第三板件相对于所述第二对称面对称设置,所述第二板件相对于所述第一板件平行或垂直设置。
第二板件相对于第一板件垂直设置,第一板件的宽度和第二板件的宽度不同。
在一个实施例中,第二板件的宽度可以大于第一板件的宽度。由于第二谐振器在靠近开路端的位置具有相对较大的宽度,第二谐振器在中心位置具有相对较小的宽度,有利于在第二谐振器的电长度不变的情况下,缩小第二谐振器的物理长度,有利于减小第二谐振器和天线的在长度方向上的占用空间。
在另一个实施例中,第二板件的宽度可以小于第一板件的宽度,以使得在第二谐振器的电长度不变的情况下,增大第二谐振器的物理长度。由于第二谐振器在中心位置具有相对较大的宽度,第二谐振器可以与第一谐振器的中心部分具有相对较强的耦合连接强度。
第二板件相对于第一板件垂直设置,意味着第二谐振器的中心区域可以为板件,第二谐振器的边缘区域可以具有凸起,有利于缩小第二谐振器在长度方向和/或宽度方向上的尺寸,有利于减少天线的整体占用空间。在一个实施例中,所述第二板件朝向所述第二谐振器延伸。有利于减少天线在高度方向上的尺寸。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述天线还包括第四谐振器,所述第四谐振器位于所述第二谐振器远离所述第一谐振器的一侧,所述第四谐振器与所述第二谐振器耦合连接。
在本申请中,第四谐振器可以与第二谐振器一起充当天线的辐射单元,进而有利于提高天线的增益。在本申请提供的实施例中,天线可以包括多个辐射单元,多个辐射单元之间可以耦合连接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述天线具有第一馈电位置和第二馈电位置,所述第一馈电位置与所述第二馈电位置相对于所述第一对称面对称设置。
在本申请中,天线可以通过第一馈电位置和第二馈电位置接收差分馈电信号,由此有利于实现天线的差分馈电。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一谐振器的电长度为(1/4~3/4)λ,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。
在本申请中,通过合理设计第一谐振器的电长度,有利于使天线能够在工作频段内工作。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二谐振器的电长度为(1/4~3/4)λ,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。
在一些实施例中,所述第一谐振器的电长度和所述第二谐振器的电长度的差值小于λ/4,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。由此有利于使天线能够在工作频段内工作。
在一些实施例中,所述第一谐振器和所述第二谐振器之间的间距小于λ/8,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。由此有利于使第一谐振器和第二谐振器之间的能量传递效率相对较高。
在一些实施例中,所述第二谐振器和所述反射板之间的间距小于7λ/10,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。由此有利于使反射板的反射功能可以被充分利用。
在本申请中,通过合理设计第二谐振器的电长度,有利于使天线能够在工作频段内工作。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二谐振器为所述天线的辐射单元。
在本申请中,天线可以通过第二谐振器辐射信号。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述天线还包括第五谐振器,所述第五谐振器和所述第二谐振器耦合连接,其中所述第五谐振器相对于第三对称面对称,所述第三对称面垂直于所述第一对称面,所述第五谐振器的极化方向和所述第一谐振器的极化方向相互正交。由此有利于通过第五谐振器和第一谐振器实现天线的双极化。
第二方面,提供了一种天线,包括第五谐振器、第六谐振器、第七谐振器和反射板,所述第五谐振器和所述第六谐振器相对于第一对称面对称设置,所述反射板和所述第七谐振器位于所述第五谐振器的两侧,所述反射板和所述第七谐振器位于所述第六谐振器的两侧,所述第五谐振器和所述第七谐振器耦合连接,所述第六谐振器和所述第七谐振器耦合连接,所述第五谐振器包括延伸方向不同的多个部分。
在本申请中,通过对称设置两个独立的谐振器,且谐振器在垂直于反射板的方向上具有相对较大的尺寸,有利于提升天线的带宽,还有利于使对称设置两个独立的谐振器所产生的辐射尽可能相互抵消,提升天线的交叉极化性能。
第三方面,提供了一种通信设备,包括如上述第一方面或第二方面中的任意一种实现方式中所述的天线。
第四方面,提供了一种通信系统,包括:如上述第一方面或第二方面中的任意一种实现方式中所述的天线;信号处理装置,所述信号处理装置用于通过所述天线传输信号。
附图说明
图1是本申请实施例提供适用的一种系统架构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种通信设备的示意性结构图。
图3是本申请实施例提供的一种天线系统的示意性结构图。
图4是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图5是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图6是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图7是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图8是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图9是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图10是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图11是图10所示实施例中的谐振器110和谐振器130的立体图。
图12是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图13是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图14是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图15是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图16是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图17是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图18是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图19是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图20是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图21是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图22是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图23是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图24是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图25是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图26是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图27是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图28是本申请实施例提供提供的一种天线的立体图。
图29是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图30是图29所示的一种天线的立体图。
图31是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图32是图31所示的一种天线的立体图。
图33是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图34是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图35是本申请实施例提供提供的一种天线的示意性结构图。
图36是图35所示的一种天线的立体图。
图37是本申请实施例提供提供的一种天线的反射性能图。
图38是本申请实施例提供提供的一种天线的隔离度图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
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。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。本申请提供的多个实施例之间可以相互结合,得到新的实施例,例如实施例A中的部分或全部特点与实施例B中的部分或全部特点可以相互结合并得到新的实施例。通过结合多个实施例得到的新的实施例也属于本申请揭露的技术范围内。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。
为方便理解,下面先对本申请实施例中所涉及的技术术语进行解释和描述。
一、波长
波长(wave length)可以指波在一个周期内的传播距离。沿着波的传播方向,在波的相位转变2π后,波的传播距离可以为波长。λ=VT,其中,λ为波长,V为波速,T为波的周期。
二、中心频率
中心频率指的是工作频段的最低频率与最高频率之和的中间值,即f0=(fL+fH)/2,f0为示中心频率,fL为工作频段内的最低频率,fH为工作频段内的最高频率。在工作频段包含多个子频段时,每个子频段的中心频率定义可以参考上述工作频段的定义,即将工作频段替换成工作子频段。在此基础上,整个工作频段的中心频率可以指所有子频段的最低频率和最高频率之和的中间值。
三、辐射单元
辐射单元还可以被称为天线振子、振子等。辐射单元是构成天线阵列的基本单元,辐射单元能够有效地发射或接收无线电波。
四、滤波器、谐振器
滤波器包括一个或多个谐振器,具有选频特性和储能作用。当滤波器包括多个谐振器时,滤波器可以被视为多个谐振器之间通过耦合连接形成的器件。常见的谐振器有:传输线谐振器、矩形波导谐振腔、圆柱波导谐振腔、介质腔谐振器等。
五、开路端
开路端可以指靠近或位于传输线端部的区域。在一些实施例中,从传输线的端部到传输线的中心的方向上,从传输线端部开始计算,开路端的电长度可以小于或等于λ/8,其中,λ可以是与天线或传输线的中心频率对应的波长。
六、反射板
反射板还可以被称为地板、底板、天线面板、金属反射面等。反射板用于提高天线信号的接收灵敏度,将天线信号反射聚集在接收点上,由此增强天线的接收能力和发射能力,还起到阻挡、屏蔽来自反射板的背面(与天线的辐射方向相反的方向)的电波对天线的干扰作用。
七、馈电网络
馈电网络将信号按照一定的幅度、相位馈送到辐射单元,或者将从辐射单元接收到的无线信号按照一定的幅度、相位发送到通信设备的信号处理单元。馈电网络通常包括受控的阻抗传输线。在一些实施例中,馈电网络还可以包括移相器。在一些实施例中,馈电网络还可以包括合路器和前述所提及的滤波器等器件。
八、机械连接
机械连接可以指两个部件在结构上相连,两个部件之间存在结构上的连接关系,两个部件之间的结构关系不属于完全断开的情况。机械连接可以被划分为直接机械连接和间接机械连接。
直接机械连接可以指,部件A与部件B直接相连,部件A可以与部件B直接接触。在一些实施例中,部件A与部件B通过以下中的一个或多个直接相连:焊接、卡接、铆接、粘接、抵接和锁附(如螺纹锁附)。
间接机械连接可以指,部件A与部件B通过其他一个或多个部件相连。例如部件A与部件B之间通过部件C连接。部件A与部件C可以直接机械连接,和/或,部件B与部件C可以直接机械连接。
九、电连接
电连接又可以被称为电性连接。电连接可以指两个部件可以互相导通能量。例如,两个部件之间可以导通电信号;又如,通过感应电池或磁场,可以在两个部件之间传播能量。电连接可以被划分为直接电连接和间接电连接。
直接电连接可以指部件A与部件B之间具有机械连接关系,且部件A与部件B可以互相导通能量。在一些实施例中,部件A与部件B可以为电元件,例如,部件A与部件B可以为导体。连接在部件A与部件B之间的部件也可以为电元件。
间接电连接又可以被称为耦合连接。通过耦合连接,可以实现能量的传输或交换。在一些实施例中,部件A与部件B耦合连接,可以指部件A与部件B之间距离相对较近,部件A与部件B可以不直接机械连接,且部件A与部件B之间没有干扰介质,例如部件A与部件B之间没有导体介质干扰,部件A辐射的能量可以通过部件A与部件B之间的空间传输至部件B。在一个实施例中,部件A的开路端与部件B耦合连接,可以被视为电场耦合连接。在另一个实施例中,部件A的中心与部件B耦合连接,可以被视为磁场耦合连接。
十、物理长度和电长度
在一个部件的延伸方向上,该部件具有第一端和第二端,从该第一端到该第二端的延伸轨迹的长度可以为该部件的物理长度。该部件的物理长度可以与该部件的电长度对应,即dI=d0*T/T0,其中dI表示该部件的电长度,d0表示该部件的物理长度,T表示电磁波通过该部件的传播时间,T0表示电磁波在自由空间中的传播时间。在一些实施例中,一个部件可以包括延伸方向不同的多个部分,该部件的物理长度可以为该多个部分的物理长度的总和,该部件的电长度可以为该多个部分的电长度的总和。
图1是示例性示出本申请实施例适用的一种系统架构示意图,如图1所示,该系统架构中可以包括通信设备和终端。通信设备和终端之间可以实现无线通信。通信设备亦可以称为基站、接入网设备等。通信设备可以位于基站子系统(base btation bubsystem,BBS)、陆地无线接入网(UMTS terrestrial radio access network,UTRAN)或者演进的陆地无线接入网(evolved universal terrestrial radio access,E-UTRAN)中,用于进行信号的小区覆盖以实现终端与无线网络之间的通信。具体来说,通信设备可以是全球移动通信系统(global system for mobile comunication,GSM)或(code division multipleaccess,CDMA)系统中的基地收发台(base transceiver station,BTS),也可以是宽带码分多址(wideband code 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。或者该通信设备也可以为中继站、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)、未来演进的网络中的接入网设备等,本申请实施例并不限定。
通信设备可以配置有天线系统来实现信号在空间中的传输。图2示出了如图1所示的通信设备配置有天线系统的一种应用场景的示意图。图2中示出的天线系统可以包括天线10、天线支架30等结构。在本申请提供的一些实施例中,天线系统例如可以通过天线支架30固定于通信设备的抱杆20(在一些场景中,抱杆20还可以被称为铁塔)。
在一些实施例中,天线系统可以包括天线罩40,天线罩40覆盖于天线10。天线罩40在电气性能上具有良好的电磁波穿透特性,机械性能上能经受外部恶劣环境的影响,从而可以起到保护天线10免受外部环境影响的作用。例如,天线罩40可以减小天线10承受的风载(wind load,指空气流动对工程结构所产生的压力,也称为风的动压力、风荷载等)。在图2所示的实施例中,天线罩40可以通过天线支架30安装于抱杆20上,以便于天线10对信号的接收或者发射。天线罩40例如可以通过电镀、喷涂等方式设置于天线10的辐射单元上。
在图2所示的实施例中,通信设备还可以包括信号处理装置,信号处理装置可以用于通过天线10传输信号,包括信号处理装置通过天线10发送信号,和/或,信号处理装置通过天线10接收信号。在一些实施例中,信号处理装置可以包括射频处理单元50和基带处理单元60。基带处理单元60可以通过射频处理单元50与天线10电连接。在一些实施例中,射频处理单元50又可以称为射频拉远单元(remote radio unit,RRU),基带处理单元60又可以称为基带单元(baseband unit,BBU)。射频处理单元50与基带处理单元60可以通过传输线70电连接。
需要说明的是,图2只是射频处理单元50与天线10的位置关系的一个示例。在另外一些实施例中,射频处理单元50和基带处理单元60还可以同时位于天线10的远端。
图3为本申请实施例提供的一种天线系统的示意性结构图。
天线10可以包括辐射单元11和反射板12。辐射单元11可以是构成辐射单元阵列的单元,它能有效地辐射和/或接收天线信号。不同辐射单元11的频率可以相同或者不同。辐射单元11通常放置于反射板12一侧。
在天线系统中,馈电网络3位于辐射单元11与射频处理单元50的功率放大器之间。馈电网络3可以通过传输线190给辐射单元11馈电,例如给辐射单元11提供特定功率和相位。例如,馈电网络3可以包括可正向使用或者可反向使用的功分器301(或者合路器302),用于将一路信号分成多路信号或将多路信号合成一路。馈电网络3还可以包括滤波器303,用于滤除干扰信号。对于电调天线,馈电网络3还可以包括传动部件304来实现不同辐射波束指向、移相器305来改变信号辐射的最大方向。在一些情况下,移相器305还可以具备功分器301(或者合路器302)的功能,从而在馈电网络3中可以省去功分器301(或者合路器302)。在一些实施例中,馈电网络3还可以包括校准网络306,以获取需要的校准信号。馈电网络3中所包括的不同器件之间可以通过传输线和连接器电连接。需要说明的是功分器301(或者合路器302)可以位于天线罩40内部或者外部,且上述提及的各个不同部件之间的电连接关系并不唯一,图3只示例出了其中一种可能的各个部件的位置关系和电连接方式。
天线应当在带宽、增益、隔离度、反射系数和滤波性能等方面满足使用要求。本申请提供一种新的天线,目的使天线具有相对较优的射频性能,以使天线在多个方面满足使用要求。
图4是本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图4所示的结构图可以是天线10的正视图。本申请提供的天线10例如可以应用于频分双工(frequency divisionduplexing,FDD)多进多出(multiple-in multipleout,MIMO)阵列、时分双工(timedivision duplexing,TDD)MIMO阵列或有源天线单元(active antenna unit,AAU)分频天线阵列等。
天线10可以包括多个谐振器。多个谐振器可以包括谐振器110、谐振器120和反射板12。谐振器110可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器110和谐振器120耦合连接,从而谐振器110可以向谐振器120传播能量,且谐振器120可以向谐振器110传播能量。
在一种可能的情况下,谐振器110可以接收来自图3所示的馈电网络3的信号,并通过谐振器110和谐振器120的耦合连接关系,将信号传递至谐振器120,以使得天线10可以发射信号。在另一种可能的情况下,谐振器120可以接收来自其他通信设备的信号,并通过谐振器110和谐振器120的耦合连接关系,将信号传递至谐振器110,以使得天线10可以接收来自其他通信设备的信号。
在一些实施例中,谐振器120可以对应图3所示的辐射单元10。谐振器120辐射的能量占天线10辐射的总能量的比例可以相对较大。在一些实施例中,谐振器110也能辐射能量,其辐射的能量占天线10辐射的总能量的比例,可以小于谐振器120辐射的能量占天线10辐射的总能量的比例。
谐振器120可以通过绝缘支撑结构(图4未示出)设置在谐振器110的一侧。在一些实施例中,绝缘支撑结构可以是连接在谐振器110和谐振器120之间的绝缘枝节。在另一些实施例中,绝缘支撑结构可以是设置在谐振器110和谐振器120之间的绝缘板件,该绝缘板件可以将谐振器110和谐振器120间隔开。
在图4所示的实施例中,谐振器110相对于对称面21对称。也就是说,谐振器110为镜像对称结构。谐振器110包括多个部分,多个部分的延伸方向不同。谐振器110的多个部分延伸方向不同,因此谐振器110可以在垂直于反射板12的方向上具有相对较高的尺寸,有利于提升天线10的带宽。谐振器110具有对称性,有利于使谐振器110的相互对称的两个部分所产生的辐射尽可能相互抵消,提升天线10的交叉极化性能。
谐振器110可以包括部分111和部分112,部分111和部分112可以相对于对称面21对称设置。
在一些实施例中,谐振器110的部分111或部分112可以为条形结构。在一个实施例中,部分111或部分112可以为直条形结构。在另一个实施例中,部分111或部分112可以为弯条形结构。需要说明的是,谐振器110的多个部分分别可以仅包括直条形结构的部分,也可以仅包括弯条形结构的部分,还可以既包括直条形结构的部分、也包括弯条形结构的部分。
在一些实施例中,如图4所示,部分111的延伸方向可以相对于对称面21平行。由于部分111和部分112可以相对于对称面21对称设置,部分112的延伸方向可以相对于对称面21平行。
在另一些实施例中,部分111的延伸方向可以相对于对称面21倾斜。也就是说,部分111与对称面21之间具有一夹角。由于部分111和部分112可以相对于对称面21对称设置,部分112的延伸方向可以相对于对称面21倾斜,且部分111与部分112的延伸方向不同。
在一些实施例中,结合上述两种实施例,谐振器110还可以包括部分113,部分113可以机械连接在部分111和部分112之间。部分113可以相对于对称面21对称,也就是说,部分113自身可以相对于对称面21对称。部分113的延伸方向与部分111的延伸方向和部分112的延伸方向均不同。部分113的延伸方向可以相对于对称面21垂直。
下面以谐振器110的部分111为例,阐述本申请中延伸方向的定义。本申请中提及的任一谐振器的任一部分的延伸方向的相关说明,可以参照部分111的延伸方向的相关说明。部分111可以具有端部1111和端部1112。经过端部1111和端部1112的直线可以表示部分111的延伸方向。
在本申请提供的一些实施例中,通过对板件原材进行焊接、折弯、拉深等工艺,可以得到如图4所示的谐振器110。在本申请中,焊接工艺可以指,通过在两个板件原材之间高温加热焊料,使焊料熔融;焊料冷却后固化,以使得两个板件原材可以固定连接。在本申请中,折弯工艺可以指,利用折弯工具(如折弯夹角、折弯模具等),改变在指定折弯区域两侧的两个板体之间的夹角,使板状原材在指定折弯区域内发生折弯的工艺过程。在本申请中,拉深工艺可以指,利用拉深模具将板状原材加工成具有开口的筒型零件的工艺过程。
在图4所示的实施例中,部分111可以与部分113直接机械连接,部分112可以与部分113直接机械连接。部分111远离部分113的一端可以为谐振器110的开路端1101,部分112远离部分113的一端可以为谐振器110的开路端1102。谐振器110的开路端1101和开路端1102可以靠近反射板12、远离谐振器120设置,谐振器110的部分113可以远离反射板12、靠近谐振器120设置。谐振器110与谐振器120可以通过部分113耦合连接。
由于部分113相对于对称面21对称,部分113可以是谐振器110的中心部分,因此谐振器110与谐振器120的耦合连接可以对应磁场耦合连接。由此有利于灵活调整天线10的高频抑制性能或低频抑制性能。
谐振器110的开路端1101和开路端1102可以靠近反射板12设置,以便于天线10接收馈电。在一些实施例中,结合图3和图4,馈电网络3的传输线190可以在开路端1101、开路端1101附近、或开路端1102、或开路端1102附近馈电,以便于天线10接收馈电信号。
在一些实施例中,结合图3和图4,馈电网络3中的传输线190可以与开路端1102直接电连接,以实现馈电网络3为天线10馈电。也就是说,开路端1102可以用于接收馈电。图4所示的馈电方式可以属于直接馈电。在一种可能的情况下,开路端1102可以是天线10的馈电端口。
在另一些实施例中,天线10可以通过耦合连接的方式馈电,这种馈电方式可以属于耦合馈电。如图5所示,天线10还可以包括电连接件191,电连接件191可以包括电连接部分1911和电连接部分1912。电连接部分1911可以靠近谐振器110的部分112设置,以使得电连接部分1911可以与部分112耦合连接。结合图3和图5,电连接部分1912可以与馈电网络3的传输线190电连接。由此馈电网络3可以在部分112相对远离开路端1102的位置为天线10馈电。也就是说,部分112相对远离开路端1102的位置可以用于接收馈电。由此便于调整天线10的馈电位置,进而便于调整天线10的带宽。在一种可能的情况下,部分112的与电连接件191耦合连接的部分可以是天线10的馈电端口。
在一些可能的场景中,电连接件191的电长度可以小于或等于λ/2,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。电连接部分1911的电长度可以小于或等于λ/4。在一种可能的情况下,电连接部分1911和电连接部分1912的电长度可以相等。
在又一些实施例中,结合图3和图6,馈电网络3可以为差分馈电网络,馈电网络3可以包括传输线192和传输线190。传输线192可以与开路端1101直接电连接,传输线190可以与开路端1102直接电连接。传输线192可以在开路端1101馈入信号1,传输线190可以在开路端1102馈入信号2,信号1的相位和信号2的相位可以相差180°。由此有利于实现天线10的差分馈电。在一种可能的情况下,开路端1101和开路端1102可以是天线10的两个馈电端口。
天线10还可以具有接地端口,天线10可以在接地端口接地。在一些实施例中,天线10的接地端口可以与反射板12直接电连接,以实现天线10接地。在另一些实施例中,馈电网络3可以包括接地线路,天线10的接地端口可以与馈电网络3的接地线路直接电连接,以实现天线10接地。也就是说,馈电网络3的部分传输线可以用于接地。馈电网络3的用于接地的传输线可以构成馈电网络3的接地线路。在一种可能的情况下,馈电网络3的接地线路可以穿过反射板12上的通孔与天线10的接地端口直接电连接。
为使天线10能够在工作频段内工作,谐振器110和谐振器120的电长度可以相近或相同。在一些实施例中,谐振器110的电长度可以为(1/4~3/4)λ,如λ/2;谐振器120的电长度可以为(1/4~3/4)λ,如λ/2;其中λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。在一种可能的情况下,谐振器110的电长度和谐振器120的电长度的差值小于λ/4。
为使谐振器110和谐振器120之间的能量传递效率相对较高,谐振器110与谐振器120可以尽可能靠近。在一些实施例中,谐振器110和谐振器120之间的间距小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。
在图4所示的一些实施例中,沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向投影,谐振器110的投影区域可以与谐振器120的投影区域至少部分重合。从而能量可以尽可能沿着垂直于反射板12的方向在谐振器110和谐振器120之间传播,有利于减少谐振器110和谐振器120之间的能量损耗。
在一个实施例中,沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向投影,谐振器110的投影区域可以位于谐振器120的投影区域内。谐振器120的投影面积相对较大,一方面有利于提高谐振器120从谐振器110接收到的能量,另一方面,谐振器120辐射信号和接收信号的能力可以相对较强,因此有利于提高天线10的增益。
在本申请提供的一些实施例中,谐振器120可以相对于对称面22对称设置。谐振器120具有对称性,有利于提高天线10的整体性能。在一些实施例中,对称面22和对称面21可以交叉设置。在另一些实施例中,对称面22和对称面21可以相互平行设置,且对称面22和对称面21之间的间距可以相对较小。在一个实施例中,如图4至图6所示,对称面22可以与对称面21共面。天线10整体相对于同一对称面对称,有利于进一步提高天线10的整体性能。例如,有利于提升天线10的交叉极化性能。
通过设计谐振器110的各个部分的电长度,可以调整谐振器110的各个性能(例如各个部分的馈电性能、射频性能、耦合连接强度等)。又由于电长度与物理长度对应,因此通过设计谐振器110的各个部分的物理长度,可以调整天线10的性能。
在图4所示的实施例中,通过调整部分113的电长度,可以有利于调整谐振器110和谐振器120之间的耦合连接强度。部分113与谐振器120之间可以具有相对较大的耦合连接系数,部分111与谐振器120之间,以及部分112与谐振器120之间,均可以具有相对较小的耦合连接系数。部分113的电长度相对较长,则在谐振器110与谐振器120之间的有效耦合连接区域相对较大,有利于提高谐振器110和谐振器120之间的能量传递效率。
在图4所示的实施例中,在部分113的电长度满足谐振器110和谐振器120的耦合连接强度要求的情况下,通过调整部分111或部分112在垂直于反射板12的方向上的尺寸,可以有利于调整天线10的带宽。如果部分111(或部分112)在垂直于反射板12的方向上具有相对较大的尺寸,则有利于使天线10具有相对较大的带宽;如果部分111(或部分112)在垂直于反射板12的方向上具有相对较小的尺寸,则有利于使天线10具有相对较小的带宽。
在部分113的电长度满足谐振器110和谐振器120的耦合连接强度要求的情况下,通过调整开路端1101与对称面21之间的间距,或者开路端1102与对称面21之间的间距,同样可以有利于调整天线10的带宽。
在图4所示的实施例中,部分111和部分112均可以相对于部分113垂直设置。部分111的延伸方向和部分112的延伸方向均可以相对于对称面21平行设置。开路端1101与对称面21之间的间距可以等于部分111与对称面21之间的间距。开路端1102与对称面22之间的间距可以等于部分112与对称面22之间的间距。
在其他实施例中,如果缩小或增大开路端1101和对称面21之间的间距,以及开路端1102和对称面21之间的间距,则部分111和部分112均可以相对于部分113倾斜设置。也就是说,部分111的延伸方向和部分112的延伸方向均可以相对于对称面21倾斜。在一个实施例中,部分111和部分112均可以由部分113朝向对称面21延伸,以缩小开路端1101和对称面21之间的间距,以及开路端1102和对称面21之间的间距。在另一个实施例中,部分111和部分112均可以由部分113远离对称面21延伸,以增大开路端1101和对称面21之间的间距,以及开路端1102和对称面21之间的间距。
如果开路端1101(或开路端1102)与对称面21之间的间距相对较大,则有利于使天线10具有相对较大的带宽;如果开路端1101(或开路端1102)与对称面21之间的间距相对较小,则有利于使天线10具有相对较小的带宽。通过上述调整,实现了天线10带宽的灵活设置。
为使反射板12的反射功能可以被充分利用,谐振器120与反射板12之间的间距不宜过大。在一些实施例中,谐振器120和反射板12之间的间距可以小于0.7λ,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。
根据谐振器120与反射板12之间的间距、谐振器110在垂直于反射板12的方向上的尺寸,可以灵活调整谐振器110和反射板12之间的间距。在一些实施例中,谐振器110和反射板12之间的间距可以小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。
下面结合图7至图18,阐述谐振器110的多种可能的结构。
图7示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图7所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图4所示的天线10不同,在图7所示的天线10中,谐振器110的开路端1101和开路端1102可以远离反射板12、靠近谐振器120设置,谐振器110的部分113可以靠近反射板12、远离谐振器120设置。谐振器110的开路端1101和开路端1102可以与谐振器120的耦合连接,从而谐振器110和谐振器120的耦合连接可以对应电场耦合连接。由此有利于灵活调整天线10的高频抑制性能或低频抑制性能。
谐振器110的部分113可以靠近反射板12设置,以便于天线10接收馈电。
在一些实施例中,如图7所示,结合图3和图4,馈电网络3的传输线190可以在谐振器110的部分113直接馈电或耦合馈电。也就是说,部分113可以用于接收馈电。通过调整部分113上的馈电位置与对称面21之间的距离,可以调整天线10的带宽。
在另一些实施例中,馈电网络3的传输线190可以在谐振器110的部分111或部分112馈电,有利于进一步提高天线10的带宽。
图8示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图8所示的结构图可以是天线10的正视图。图9示出了本申请实施例提供的一种天线10的立体图。
与图7所示的天线10不同,在图8所示的天线10中,谐振器110还可以包括部分114和部分115。部分114可以与部分111远离部分113的一端机械连接,部分115可以与部分112远离部分113的一端机械连接。部分111可以机械连接在部分114和部分113之间。部分112可以机械连接在部分115和部分113之间。部分114和部分115可以相对于对称面21对称设置。
部分114的延伸方向可以相对于对称面21平行、倾斜或垂直。部分115的延伸方向可以相对于对称面21平行、倾斜或垂直。部分114的延伸方向可以与部分111的延伸方向不同。部分115的延伸方向可以与部分112的延伸方向不同。在图8和图9所示的实施例中,部分114可以相对于对称面21垂直设置,部分115可以相对于对称面21垂直设置。部分114和部分115可以相对于谐振器120平行设置。
在图8所示的实施例中,部分114和部分115可以位于谐振器110靠近谐振器120的一侧。如图8和图9所示,谐振器110可以通过部分114和部分115,与谐振器120耦合连接。通过调整部分114的电长度和部分115的电长度,可以调整谐振器110和谐振器120的耦合连接强度。如果部分114的电长度和部分115的电长度相对较长,则谐振器110与谐振器120之间的有效耦合连接区域相对较大,进而有利于提高谐振器110和谐振器120之间的耦合连接强度。
在图8和图9所示的实施例中,部分114远离部分111的一端可以是谐振器110的开路端1101,部分115远离部分112的一端可以是谐振器110的开路端1102。因此谐振器110与谐振器120的耦合连接可以对应电场耦合连接。由此有利于灵活调整天线10的高频抑制性能或低频抑制性能。
与图4至图7所示的实施例相比,在图8所示的实施例中,谐振器110的与谐振器120耦合连接的部分的电长度可以相对较长,谐振器110的用于馈电的部分可以相对较长,有利于使天线10具有相对较低的损耗和相对较大的带宽。
图9所示的实施例示出了本申请实施例提供的一种谐振器120的示意性结构图。
在图9所示的实施例中,谐振器120可以为板件。谐振器120的长度l可以对应谐振器120的最长边;谐振器120的高度h可以对应谐振器120的最短边;谐振器120的宽度t可以小于或等于谐振器120的长度l,大于谐振器120的高度h。谐振器120的长度l可以对应谐振器120的电长度方向。在一些实施例中,谐振器120可以为贴片结构。在一个实施例中,谐振器120的宽度t可以等于谐振器120的长度l。通过调整谐振器120的长度l,可以调整天线10的工作频段。通过调整谐振器120的宽度t,可以调整谐振器110和谐振器120之间的耦合连接强度,进而可以调整天线10的带宽。
图10示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。
与图8和图9所示的天线10不同,在图10所示的天线10中,天线10还可以包括谐振器130。谐振器130可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器130可以与谐振器120耦合连接。谐振器130可以包括延伸方向不同的多个部分。谐振器130可以相对于对称面23对称设置。对称面23可以垂直于对称面21。通过谐振器110和谐振器130为谐振器120馈电,从而实现天线10的双极化。在一些实施例中,谐振器110可以相对于对称面23对称。谐振器130可以相对于对称面21对称。由此有利于提升天线10的整体对称性,有利于提升天线10的总体射频性能。
如图10所示,谐振器130可以包括部分131、部分132、部分133、部分134和部分135。部分131和部分132可以相对于对称面23对称设置。部分133可以直接机械连接在部分131和部分132之间。部分133可以相对于对称面23对称。部分134可以与部分131远离部分133的一端机械连接。部分135可以与部分132远离部分133的一端机械连接。部分131可以机械连接在部分134和部分133之间。部分132可以机械连接在部分135和部分133之间。部分134和部分135可以相对于对称面23对称设置。部分133可以靠近反射板12、远离谐振器120设置。部分134和部分135可以远离反射板12、靠近谐振器120设置。
在一个实施例中,谐振器110的部分114和部分115,以及谐振器130的部分134和部分135可以设置于靠近谐振器120的同一平面上,使得谐振器110和谐振器120之间的耦合连接强度可以与谐振器130和谐振器120之间的耦合连接强度尽可能一致。
图11示出了本申请实施例提供的一种谐振器110和谐振器130的示意性结构图。谐振器110和谐振器130可以间隔设置,由此有利于使谐振器110和谐振器130之间具有相对较优的隔离度。谐振器110的部分113可以位于谐振器110远离谐振器120的一侧。谐振器130的部分133可以位于谐振器130远离谐振器120的一侧。部分113和部分133相互靠近。通过调整部分113和部分133之间的间隔距离,可以优化天线10的双极化性能。
图10所示的天线10可以具有多种馈电方式。
在一些实施例中,结合图3和图10,馈电网络3可以在谐振器110或谐振器130上直接馈电或耦合馈电。直接馈电和耦合馈电的具体实施方式可以分别参照图4和图5所示的实施例。在一种可能的情况下,馈电网络3可以在谐振器110的部分113或谐振器130的部分133上馈电。在一个实施例中,馈电网络3可以在谐振器110上耦合馈电,馈电网络3可以通过谐振器110和谐振器130之间的耦合连接关系,向谐振器130馈电。在另一个实施例中,馈电网络3可以在谐振器130上耦合馈电,馈电网络3可以通过谐振器110和谐振器130之间的耦合连接关系,向谐振器110馈电。
在另一些实施例中,结合图3和图10,馈电网络3可以在谐振器110或谐振器130上差分馈电。也就是说,馈电网络3可以在同一谐振器上的两个不同位置馈电。当馈电网络3在谐振器110馈电时,馈电网络3可以通过谐振器110和谐振器130之间的耦合连接关系,向谐振器130差分馈电。当馈电网络3在谐振器130馈电时,馈电网络3可以通过谐振器110和谐振器130之间的耦合连接关系,向谐振器110差分馈电。由此有利于实现双极化天线10的差分馈电。在一种可能的情况下,馈电网络3可以在谐振器110的部分113或谐振器130的部分133上差分馈电。
在又一些实施例中,馈电网络3可以在谐振器110和谐振器130上分别馈电。馈电网络3的具体馈电方式可以为直接馈电或耦合馈电。
在再一些实施例中,馈电网络3可以在谐振器110和谐振器130上分别差分馈电。也就是说,馈电网络3可以在谐振器110上的两个不同位置和在谐振器130上的两个不同位置馈电。由此有利于实现双极化天线10的差分馈电。
图12示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图12所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图8所示的天线10不同,图12所示的天线10还可以包括谐振器140。谐振器140可以位于谐振器120远离反射板12的一侧。谐振器140可以与谐振器120耦合连接。在一些实施例中,谐振器140相对于对称面22对称设置。也就是说,谐振器140可以与谐振器120相对于同一对称面对称设置。
谐振器140可以与谐振器120一起充当天线10的辐射单元,进而有利于提高天线10的增益。在本申请提供的实施例中,天线10还可以包括数量更多的谐振器以充当辐射单元。
为使天线10能够在工作频段内工作,谐振器140的电长度可以与谐振器120的电长度相近或相同。在一些实施例中,谐振器140的电长度可以为(1/4~3/4)λ,如λ/2,λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。在一种可能的情况下,谐振器140的电长度和谐振器120的电长度的差值可以小于λ/4。
图13至图15示出了本申请实施例提供的三种天线10的示意性结构图。图13至图15所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图8所示的天线10不同,在图13至图15所示的天线10中,部分111和部分112均可以相对于部分113倾斜设置。也就是说,部分111的延伸方向和部分112的延伸方向均可以相对于对称面21倾斜设置。
在图13和图14所示的示例中,部分111和部分112均可以由部分113远离对称面21延伸。由此有利于使部分113的电长度相对较短、有利于增大部分114和部分115的电长度,进而有利于提升天线10的滤波效果。另外,馈电网络3在部分113上的馈电位置与对称面21的间距可以相对较小,有利于实现窄带滤波。如图13所示,部分111和部分112可以呈直线型。如图14所示,部分111和部分112可以呈弧形。
在图15所示的示例中,部分111和部分112均可以由部分113靠近对称面21延伸。由此使部分113的电长度相对较长,有利于使天线10具有相对较宽的带宽,有利于控制耦合连接强度,优化滤波性能。另外,部分114和部分115的电长度可以相对较长,有利于提升天线10的带宽。如图15所示,部分111和部分112可以呈直线型。在其他实施例中,部分111和部分112可以呈弧形。
图16示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图16所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图8所示的天线10不同,在图16所示的天线10中,部分114和部分115可以靠近反射板12、远离谐振器120设置。部分113可以远离反射板12、靠近谐振器120设置。谐振器110可以通过部分113与谐振器120耦合连接。通过调整部分113的电长度,可以有利于调整谐振器110和谐振器120之间的耦合连接强度。谐振器110与谐振器120的耦合连接可以对应磁场耦合连接。由此有利于灵活调整天线10的高频抑制性能或低频抑制性能。
谐振器110的部分114和部分115可以靠近反射板12设置,以便于天线10接收馈电。在一些实施例中,结合图3和图16,馈电网络3可以在部分115上可以馈电,以便于天线10接收馈电信号。也就是说,部分115可以用于接收馈电。馈电网络3的传输线190可以在部分115直接馈电或耦合馈电。通过调整部分115上的馈电位置与对称面21之间的距离,可以调整天线10的带宽。
在图16所示的实施例中,部分111可以相对于部分113垂直设置。部分111的延伸方向可以相对于对称面21平行设置。
部分115靠近部分111的端部到对称面21的距离最短。将部分115上的馈电位置设置于部分115靠近部分111的端部,有利于实现相对较窄的带宽。如果部分111的延伸方向相对于对称面21倾斜设置,部分111由部分113朝向对称面21延伸,则部分115靠近部分111的端部到对称面21的距离可以被缩短,有利于实现更窄的带宽。
部分115远离部分111的端部到对称面21的距离最长。将部分115上的馈电位置设置于部分115远离部分111的端部,有利于实现相对较宽的带宽。如果部分111的延伸方向相对于对称面21倾斜设置,部分111由部分113远离对称面21延伸,则部分115远离部分111的端部到对称面21的距离可以被增长,有利于实现更宽的带宽。
在本申请提供的实施例中,图16所示的天线10还可以具有其他馈电方式,图16所示的天线10的其他馈电方式可以参照图5和图6所示的实施例中所涉及的耦合馈电方式和差分馈电方式。
图17和图18示出了本申请实施例提供的两种天线10的示意性结构图。图17和图18所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图8所示的实施例相比,在图17所示的天线10中,谐振器110还可以包括部分116,部分116可以相对于对称面21对称。部分116的一端可以与部分113机械连接,部分116可以由部分113朝向谐振器120延伸。
与图8所示的实施例相比,在图18所示的天线10中,谐振器110还可以包括部分117和部分118,部分117和部分118可以相对于对称面21对称设置。部分117的一端可以与部分111机械连接。部分118的一端可以与部分112机械连接。
在一个实施例中,部分117可以由部分111朝向部分112延伸。部分118可以由部分112朝向部分111延伸。如图18所示,部分117可以相对于部分111垂直设置。部分117可以相对于部分114和部分113平行设置。部分118可以相对于部分112垂直设置。部分118可以相对于部分115和部分113平行设置。
在另一个实施例中,部分117可以由部分111远离部分112延伸。部分118可以由部分112远离部分111延伸。
图4至图18示出了本申请实施例提供的多种谐振器110的示意性结构图。图19至图27还示出了本申请实施例提供的一种谐振器120的示意性结构图。下面结合图19至图27,阐述谐振器120的其他多种可能的结构。在本申请提供的实施例中,天线10中的谐振器110可以如图4至图18所示的任一种,天线10中的谐振器120可以如图4、图19至图27所示的任一种。在图19至图27的实施例中,谐振器110的结构与图8所示的谐振器110的结构相同或相似,但是可以理解的是,图19至图27中的谐振器110可以替代为图4至图18中的谐振器110。
图19示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图19所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图8和图9所示的实施例不同,在图19所示的天线10中,谐振器120的中心区域可以为板件,谐振器120的边缘区域可以具有凸起。由于板件的边缘被加工形成凸起,有利于缩小谐振器120在长度l方向和/或宽度t方向上的尺寸,有利于减少天线10的整体占用空间。
在图19所示的实施例中,谐振器120包括板件1211、板件1212和板件1213,板件1211相对于对称面22对称,板件1211具有板件端部1214和板件端部1215,板件1212设置于板件1211靠近板件端部1214的区域,板件1213设置于板件1211靠近板件端部1215的区域,板件1212和板件1213相对于对称面22对称设置。板件1212和板件1213均可以由板件1211朝向或远离反射板12延伸。在一些实施例中,板件1212和板件1213均可以相对于板件1211垂直设置。在另一些实施例中,板件1212和板件1213均可以相对于板件1211倾斜设置。
在图19所示的实施例中,板件1212和板件1213沿板件1211的长度l方向设置于板件1211的两侧。在其他可能的场景中,板件1212和板件1213沿板件1211的宽度t方向设置于板件1211的两侧。
在本申请提供的一些实施例中,通过对板件原材的边缘进行焊接、折弯、拉深等工艺,可以得到如图19所示的谐振器120。
图20示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图20所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图19所示的实施例不同,在图20所示的天线10中,板件1211、板件1212和板件1213共面。板件1211的宽度t1和板件1212的宽度t2不同。板件1211的宽度t1和板件1213的宽度t3不同。
通过改变谐振器120在不同位置的宽度,有利于在谐振器120的电长度不变的情况下,调整谐振器120的物理长度l。
如图20所示,板件1212的宽度t2和板件1213的宽度t3均可以大于板件1211的宽度t1。由于谐振器120在靠近开路端的位置具有相对较大的宽度,谐振器120在中心位置具有相对较小的宽度,有利于在谐振器120的电长度不变的情况下,缩小谐振器120的物理长度l,有利于减小谐振器120和天线10的在长度l方向上的占用空间。
在本申请提供的其他实施例中,板件1212的宽度t2和板件1213的宽度t3均可以小于板件1211的宽度t1,以使得在谐振器120的电长度不变的情况下,增大谐振器120的物理长度l。由于谐振器120在中心位置具有相对较大的宽度,谐振器120可以与谐振器110的中心部分具有相对较强的耦合连接强度。
图21示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图21所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图20所示的实施例不同,图21所示的谐振器120还相对于对称面23对称。板件1211相对于对称面22和对称面23对称。谐振器120还可以包括板件1214和板件1215。板件1214和板件1215相对于对称面23对称设置。
与图20所示的实施例不同,图21所示的天线10还可以包括谐振器130。谐振器130可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器130可以与谐振器110为谐振器120馈电,从而实现天线10的双极化。谐振器110在谐振器120上的投影区域可以与板件1211、板件1212、板件1213至少部分重叠。谐振器130在谐振器120上的投影区域可以与板件1211、板件1214、板件1215至少部分重叠。有关谐振器130的具体说明可以参照图10和图11所示的实施例。
图22示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图22所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图8和图9所示的实施例不同,谐振器120可以具有缝隙1221、缝隙1222、缝隙1223和缝隙1224。缝隙1221和缝隙1222可以相对于对称面22对称设置。缝隙1223和缝隙1224均可以设置于对称面22,且缝隙1223和缝隙1224均可以相对于对称面22对称。换一种角度来说,缝隙1221和缝隙1222均可以设置于对称面24,且缝隙1221和缝隙1222均可以相对于对称面24对称;缝隙1223和缝隙1224可以相对于对称面24对称设置,其中对称面24可以垂直于对称面22。缝隙1221、缝隙1222、缝隙1223和缝隙1224可以在对称面22和对称面24的相交处相互贯通。
谐振器120设置有多个缝隙,有利于在谐振器120的电长度不变的情况下,减少谐振器120的物理长度。谐振器120的缝隙的长度越长,谐振器120的物理长度越小,由此有利于减少谐振器120的占用空间。
在一些实施例中,如图22所示,谐振器120还具有开口1225、开口1226、开口1227和开口1228。开口1225和开口1226可以相对于对称面22对称设置。开口1227和开口1228可以相对于对称面24对称设置。也就是说,开口1225和开口1226均相对于对称面24对称,开口1227和开口1228均可以相对于对称面22对称。
在图22所示的实施例中,开口1225可以位于缝隙1221远离缝隙1222的一侧,且与缝隙1221贯通。开口1226可以位于缝隙1222远离缝隙1221的一侧,且与缝隙1222贯通。开口1227可以位于缝隙1223远离缝隙1224的一侧,且与缝隙1223贯通。开口1228可以位于缝隙1224远离缝隙1223的一侧,且与缝隙1224贯通。在一些实施例中,开口1225可以相对于缝隙1221垂直设置,开口1226可以相对于缝隙1222垂直设置,开口1227可以相对于缝隙1223垂直设置,开口1228可以相对于缝隙1223垂直设置。由于谐振器120还设置有开口,且开口与谐振器120的对称面的距离相对较远,有利于在减少物理长度的同时,兼顾谐振器120与谐振器110之间的耦合连接强度。
在图22所示的实施例中,谐振器110的部分114和部分115可以靠近谐振器120设置。为使谐振器110与谐振器120之间的耦合连接强度满足要求,沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向投影,部分114和部分115的投影区域可以位于谐振器120的投影区域内。也就是说,部分114和部分115在谐振器120上的投影区域可以位于缝隙1221、缝隙1222、缝隙1223、缝隙1224、开口1225、开口1226、开口1227和开口1228以外。对称面21和对称面22可以交叉设置,对称面21和对称面24可以交叉设置。
图23示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图23所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图22所示的实施例不同,图23所示的天线10还可以包括谐振器130。谐振器130可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器130可以相对于对称面23对称。谐振器130可以与谐振器110为谐振器120馈电,从而实现天线10的双极化。沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向投影,谐振器130靠近谐振器120设置的部分的投影区域,可以位于谐振器120的投影区域内。也就是说,谐振器130靠近谐振器120设置的部分,在谐振器120上的投影区域可以位于谐振器120的缝隙和开口以外。谐振器130可以相对于对称面23对称。对称面23和对称面22可以交叉设置,对称面23和对称面24可以交叉设置。有关谐振器130的具体说明可以参照图10和图11所示的实施例。
图24示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图24所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图8和图9所示的实施例不同,谐振器120可以包括延伸部1231和延伸部1232。延伸部1231和延伸部1232相对于对称面22对称设置。延伸部1231和延伸部1232可以在对称面22处相连。
在一些实施例中,延伸部1231可以具有延伸部端12311和延伸部端12312,延伸部端12311为延伸部1231靠近延伸部1232的一端,延伸部端12312为延伸部1231远离延伸部1232的一端。由延伸部端12311到延伸部端12312,延伸部1231的宽度可以逐渐递增。由于延伸部1232与延伸部1231对称设置,从延伸部1232靠近延伸部1231的一端,到延伸部1232远离延伸部1231的一端,延伸部1232的宽度可以逐渐递增。因此,谐振器120可以在中心位置具有相对较小的宽度,有利于在谐振器120的电长度不变的情况下,缩小谐振器120的物理长度,有利于减小谐振器120和天线10的在长度方向上的占用空间。
在图24所示的实施例中,谐振器110的部分114和部分115可以靠近谐振器120设置。为使谐振器110与谐振器120之间的耦合连接强度满足要求,部分114和部分115在谐振器120的投影区域可以分别位于延伸部1231和延伸部1232。
在另一些实施例中,由延伸部端12311到延伸部端12312,延伸部1231的宽度可以逐渐递减。延伸部1232与延伸部1231对称设置,因此从延伸部1232靠近延伸部1231的一端,到延伸部1232远离延伸部1231的一端,延伸部1232的宽度可以逐渐递减。因此,谐振器120在中心位置具有相对较大的宽度,有利于使谐振器120可以与谐振器110的中心部分具有相对较强的耦合连接强度。
在图24所示的实施例中,谐振器120还可以包括延伸部1233和延伸部1234。延伸部1233和延伸部1234均相对于对称面22对称。也就是说,延伸部1231和延伸部1232均可以相对于对称面24对称,延伸部1233和延伸部1234可以相对于对称面24对称设置,其中对称面24可以垂直于对称面22。延伸部1231、延伸部1232、延伸部1233和延伸部1234可以在对称面22和对称面24的相交处相连。延伸部1233和延伸部1234的结构可以参照延伸部1231和延伸部1232的结构。谐振器120还包括延伸部1233和延伸部1234时,一方面,使谐振器120可以相对于多个对称面对称,以提升天线10的整体性能;另一方面,便于将天线10由单极化天线改装为双极化天线。
图25示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图25所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图24所示的实施例不同,图25所示的天线10还可以包括谐振器130。谐振器130可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器130可以与谐振器110为谐振器120馈电,从而实现天线10的双极化。谐振器130靠近谐振器120设置的部分,在谐振器120的投影区域可以位于延伸部1233和延伸部1234。有关谐振器130的具体说明可以参照图10所示的实施例。
图26示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图26所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图8和图9所示的实施例不同,谐振器120可以包括板件基体1241、寄生枝节1242、寄生枝节1243、寄生枝节1244和寄生枝节1245。谐振器110的部分114和部分115可以靠近板件基体1241设置。沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向,部分114和部分115的投影区域可以与板件基体1241的投影区域至少部分重叠。
板件基体1241可以相对于对称面22和对称面24均对称。板件基体1241具有开路端1246和开路端1247。寄生枝节1242和寄生枝节1243可以靠近开路端1246设置,寄生枝节1244和寄生枝节1245可以靠近开路端1247设置。寄生枝节1242和寄生枝节1243可以相对于对称面24对称设置。寄生枝节1244和寄生枝节1245可以相对于对称面24对称设置。寄生枝节1242和寄生枝节1244可以相对于对称面22对称设置。寄生枝节1243和寄生枝节1245可以相对于对称面22对称设置。谐振器120具有寄生枝节,有利于提升天线10的交叉极化性能。谐振器120具有相对较高的对称性,有利于提升谐振器120的整体性能。
图27示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图27所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图26所示的实施例不同,在图27所示的天线10中,谐振器120还可以包括板件基体1251、寄生枝节1252、寄生枝节1253、寄生枝节1254和寄生枝节1255。板件基体1251可以相对于对称面22和对称面24均对称。板件基体1241和板件基体1251可以交叉垂直设置。板件基体1251具有开路端1256、开路端1257。寄生枝节1252和寄生枝节1253可以靠近开路端1256设置,寄生枝节1254和寄生枝节1255可以靠近开路端1257设置。寄生枝节1252和寄生枝节1253可以相对于对称面22对称设置。寄生枝节1254和寄生枝节1255可以相对于对称面22对称设置。寄生枝节1252和寄生枝节1254可以相对于对称面24对称设置。寄生枝节1253和寄生枝节1255可以相对于对称面24对称设置。谐振器120具有多个寄生枝节,有利于提升天线10的带宽。谐振器120具有相对较高的对称性,有利于提高谐振器120的整体性能。
天线10还可以包括谐振器130。谐振器130可以位于谐振器120和反射板12之间。谐振器130可以与谐振器110为谐振器120馈电,从而实现天线10的双极化。谐振器130靠近谐振器120设置的部分,在谐振器120的投影区域可以位于板件基体1251上。有关谐振器130的具体说明可以参照图10所示的实施例。
图28示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图28所示的结构图可以是天线10的立体图。
与图8所示的天线10不同,图28所示的天线10还可以包括谐振器150。谐振器150可以位于谐振器110远离谐振器120的一侧。谐振器150可以位于谐振器110和反射板12之间。谐振器150可以与谐振器110耦合连接。谐振器150与谐振器110相对于同一对称面对称。也就是说,谐振器150可以相对于对称面21对称。天线10在反射板12和充当辐射单元的谐振器120之间设置多个谐振器,有利于提升天线10的滤波性能。
在一些实施例中,结合图3和图28,馈电网络3的传输线190可以在谐振器150馈电。天线10的具体馈电方式可以参照图4至图6所示直接馈电方式、耦合馈电和差分馈电。
图29示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图29所示的结构图可以是天线10的正视图。图30示出了图29所示的天线10的立体图。
与图28所示的实施例不同,在图29和图30所示的实施例中,部分114可以由部分111朝向部分112延伸。也就是说,部分114可以由部分111朝向对称面21延伸。部分115可以由部分112朝向部分111延伸。也就是说,部分115可以由部分112朝向对称面21延伸。由此有利于使谐振器110与谐振器120的耦合连接属于电场磁场混合耦合连接,由此有利于灵活调整天线10的高频抑制性能或低频抑制性能。
与图28所示的天线10不同,在图29和图30所示的天线10中,谐振器150可以包括延伸方向不同的多个部分。由此有利于增大天线10在垂直于反射板12的方向上的尺寸,有利于使天线10具有相对较宽的带宽。
谐振器150可以包括部分151、部分152和部分153。部分151和部分152可以相对于对称面21对称设置。部分153可以机械连接在部分151和部分152之间。部分153的延伸方向可以与部分151的延伸方向不同,且部分153的延伸方向可以与部分152的延伸方向不同。部分153可以相对于对称面21对称。在一些实施例中,部分151和部分152可以均可以由部分153朝向谐振器110延伸。部分153可以靠近反射板12设置,以便于接收馈电信号。在一种可能的情况下,结合图3、图29和图30,馈电网络3的传输线190可以在部分153馈电。也就是说,部分153可以用于接收馈电。通过调整部分113上的馈电位置,可以调整天线10的带宽。
在图29和图30所示的实施例中,谐振器150还可以包括部分154和部分155。部分154可以与部分151的远离部分153的一端机械连接。部分155可以与部分152的远离部分153的一端机械连接。部分154和部分155可以相对于对称面21对称设置。谐振器150的部分154可以靠近谐振器110的部分113、远离反射板12设置。谐振器150的部分155可以靠近谐振器110的部分113、远离反射板12设置。谐振器150可以通过部分154和部分155与谐振器110耦合连接。
在图29和图30所示的实施例中,部分151和部分152均可以相对于对称面21平行设置。在其他实施例中,部分151和部分152均可以相对于对称面21倾斜设置。通过调整部分151和部分152相对于对称面21的摆放角度,有利于在谐振器150整体电长度基本不变的情况下,灵活调整部分153、部分154和部分155的电长度,进而有利于使谐振器150和谐振器110的耦合连接强度满足要求,还有利于相对灵活地调整在部分153上的馈电位置,以满足天线10的带宽要求。
图31示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图31所示的结构图可以是天线10的正视图。图32示出了图31所示的天线10的立体图。
与图29和图30所示的实施例不同,在图31和图32所示的实施例中,谐振器150可以不包括图29和图30所示的部分154和部分155。部分151远离部分153的一端可以为谐振器150的开路端1501。部分152远离部分153的一端可以为谐振器150的开路端1502。
谐振器110的部分113可以靠近谐振器120、远离反射板12设置。谐振器110的部分111和部分112可以由部分113朝向反射板12、远离谐振器120延伸。谐振器110可以通过部分113,与谐振器120耦合连接。谐振器150的部分151可以由部分153延伸至谐振器110的部分111的一侧,谐振器150的部分151可以与谐振器110的部分111耦合连接。谐振器150的部分152可以由部分153延伸至谐振器110的部分112的一侧,谐振器150的部分152可以与谐振器110的部分112耦合连接。
在图31和图32所示的实施例中,谐振器150的部分151可以由部分153朝向谐振器120延伸。部分151远离部分153的一端,即谐振器150的开路端1501,可以靠近谐振器120设置。谐振器150的部分152可以由部分153朝向谐振器120延伸。部分152远离部分153的一端,即谐振器150的开路端1502,可以靠近谐振器120设置。谐振器150可以通过开路端1501和开路端1502,与谐振器120耦合连接。由于谐振器150可以与谐振器110和谐振器120均耦合连接,由此有利于天线10具有相对较多的耦合连接模式,有利于提升天线10的滤波性能。
图33示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图33所示的结构图可以是天线10的正视图。其中谐振器110的立体结构可以参照图32所示的谐振器110。谐振器150的立体结构可以参照图30所示的谐振器110。
与图29和图30所示的天线10不同,在图33所示的天线10中,谐振器110的部分114和部分115可以靠近谐振器150、远离谐振器120设置。谐振器110的部分113可以靠近谐振器120、远离谐振器150设置。沿平行于对称面21、垂直于反射板12的方向投影,部分113的投影面积可以比部分114和部分115的总投影面积更大,由此有利于提高谐振器110和谐振器120的耦合连接强度。
图34示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图34所示的结构图可以是天线10的正视图。
与图33所示的天线10相比,图34所示的天线10还可以包括谐振器140,谐振器140可以位于谐振器120远离反射板12的一侧。谐振器140可以与谐振器120耦合连接。如图33所示的实施例所述,谐振器110和谐振器120的耦合连接强度相对较高,谐振器140被谐振器110或谐振器120激发的信号强度可以相对较强,有利于提高天线10的增益。
与图12或图34所示的实施例类似,结合图4至图10、图13至图31,在本申请提供的一些实施例中,天线10还可以包括谐振器140,谐振器140可以位于谐振器120远离反射板12的一侧。谐振器140可以与谐振器120耦合连接。有关谐振器140的具体说明可以参照图12或图34所示的实施例。
图35示出了本申请实施例提供的一种天线10的示意性结构图。图35所示的结构图可以是天线10的正视图。图36示出了图35所示的天线10的立体图。
在图35和图36所示的实施例中,天线10可以包括谐振器150、谐振器160、谐振器170、谐振器120和反射板12。谐振器150可以位于反射板12靠近谐振器120的一侧。谐振器160、谐振器170均可以位于谐振器120和谐振器150之间。谐振器150可以与谐振器160和谐振器170耦合连接。谐振器160可以与谐振器120耦合连接。谐振器170可以与谐振器120耦合连接。谐振器150相对于对称面21对称。谐振器160和谐振器170可以相对于对称面21对称设置。谐振器160可以包括延伸方向不同的多个部分。谐振器170可以包括延伸方向不同的多个部分。由于谐振器160和谐振器170均包括延伸方向不同的多个部分,有利于使天线10在垂直于反射板12的方向上具有相对合适的尺寸,有利于使天线10的带宽满足使用要求。
在图35和图36所示的实施例中,谐振器160可以包括部分161、部分162和部分163。部分163可以直接机械连接在部分161和部分162之间。部分163的延伸方向不同于部分161的延伸方向。部分163的延伸方向不同于部分162的延伸方向。
在图35和图36所示的实施例中,谐振器170可以包括部分171、部分172和部分173。部分173可以直接机械连接在部分171和部分172之间。部分173的延伸方向不同于部分171的延伸方向。部分173的延伸方向不同于部分172的延伸方向。
谐振器160的部分161可以与谐振器170的部分171相对于对称面21对称设置。谐振器160的部分162可以与谐振器170的部分172相对于对称面21对称设置。谐振器160的部分163可以与谐振器170的部分173相对于对称面21对称设置。
谐振器160可以通过部分161与谐振器120耦合连接。谐振器160可以通过部分162与谐振器150耦合连接。谐振器170可以通过部分171与谐振器120耦合连接。谐振器170可以通过部分172与谐振器150耦合连接。
在一些实施例中,部分161和部分162可以相对于对称面21垂直设置。由此有利于提高谐振器160和谐振器150的耦合连接强度,以及谐振器160和谐振器120的耦合连接强度。
在一些实施例中,部分171和部分172可以相对于对称面21垂直设置。由此有利于提高谐振器170和谐振器150的耦合连接强度,以及谐振器170和谐振器120的耦合连接强度。
在一些实施例中,部分161远离部分163的一端和部分162远离部分163的一端可以是谐振器160的两个开路端。部分171远离部分173的一端和部分172远离部分173的一端可以是谐振器170的两个开路端。由此有利于使谐振器160和谐振器170相对较多的部分可以靠近谐振器120或谐振器150设置,以增强谐振器160和谐振器120之间、谐振器170和谐振器120之间、谐振器160和谐振器150之间、谐振器170和谐振器150之间的耦合连接强度。
为使天线10能够在工作频段内工作,谐振器160和谐振器170的电长度可以相近或相同。在一些实施例中,谐振器160的电长度可以为(1/4~3/4)λ,如λ/2;谐振器170的电长度可以为(1/4~3/4)λ,如λ/2,其中λ为与所述天线的工作频段的中心频率对应的波长。在一种可能的情况下,谐振器160的电长度和谐振器170的电长度的差值小于λ/4。
为使谐振器120和谐振器160之间的能量传递效率相对较高,谐振器120与谐振器160可以尽可能靠近。为使谐振器120和谐振器170之间的能量传递效率相对较高,谐振器120与谐振器170可以尽可能靠近。在一些实施例中,谐振器120和谐振器160之间的间距小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,谐振器120和谐振器170之间的间距小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,λ为与天线10的工作频段的中心频率对应的波长。
为使谐振器150和谐振器160之间的能量传递效率相对较高,谐振器150与谐振器160可以尽可能靠近。为使谐振器150和谐振器170之间的能量传递效率相对较高,谐振器150与谐振器170可以尽可能靠近。在一些实施例中,谐振器150和谐振器160之间的间距小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,谐振器150和谐振器170之间的间距小于λ/5或λ/8或λ/10或λ/15,λ为与天线10的工作频段的中心频率对应的波长。
图37示出了本申请提供的实施例的反射系数图。图37中横坐标为工作频率,其单位为兆赫兹Ghz,纵坐标为反射系数,其单位为分贝。
通过本申请提供的实施例,在1.68~1.92Ghz内可以实现反射系数小于-15dB。在1.68~1.92Ghz内天线10可以具有相对较优的反射系数,因此在1.68~1.92Ghz内的频段可以充当天线10的工作频段。由于天线10的多个谐振器可以处于开放场中,无载Q值相对较高,介质损耗相对较少,天线10的总体损耗相对较低,因此相对容易实现较高的增益。
在工作频段外,尤其是在临近工作频段的指定滤波频段内,天线10的反射系数图的斜率相对较陡,意味着天线10可以在临近工作频段的指定滤波频段内具有相对较优的滤波性能,有利于在指定滤波频段内减少天线10接收到的信号的强度。也就是说,本申请提供的实施例有利于在反射系数方面、滤波性能方面等具有相对较优的性能。
图38示出了本申请提供的具有双极化性能的天线10的隔离度图。图38示出了在1.7~2.2Ghz内(横坐标)的隔离度图,其中纵坐标为隔离度,单位为分贝。
通过本申请提供的实施例,在1.7~2.2Ghz内可以实现隔离度小于-25dB。在1.7~2.2Ghz内天线10可以具有相对较优的隔离度。也就是说,本申请提供的实施例有利于在隔离度方面具有相对较优的性能。
本申请提供一种天线、通信设备和通信系统。天线包括多个谐振器,多个谐振器之间彼此耦合连接。多个谐振器可以具有对称性,且多个谐振器中至少一个谐振器具有延伸方向不同的多个部分。通过合理设计多个部分的结构,有利于使天线在带宽、增益、隔离度、反射系数和滤波性能等方面具有相对较优的表现,有利于使天线满足更多要求。
以上所述,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所述权利要求的保护范围为准。
Claims (21)
1.一种天线(10),其特征在于,包括第一谐振器(110)、第二谐振器(120)和反射板(12),所述第一谐振器(110)位于所述反射板(12)和所述第二谐振器(120)之间,所述第一谐振器(110)和所述第二谐振器(120)耦合连接,其中所述第一谐振器(110)相对于第一对称面(21)对称,所述第一谐振器(110)包括多个部分,所述多个部分的延伸方向不同。
2.根据权利要求1所述的天线(10),其特征在于,所述第一谐振器(110)包括第一部分(113)、第二部分(111)和第三部分(112),所述第一部分(113)机械连接在所述第二部分(111)和所述第三部分(112)之间,所述第一部分(113)相对于所述第一对称面(21)对称,所述第二部分(111)和所述第三部分(112)相对所述第一对称面(21)对称设置;其中,所述第二部分(111)由所述第一部分(113)远离所述第二谐振器(120)延伸。
3.根据权利要求2所述的天线(10),其特征在于,所述第二部分(111)远离所述第一部分(113)的一端为所述第一谐振器(110)的开路端(1101)。
4.根据权利要求2所述的天线(10),其特征在于,所述第一谐振器(110)还包括第四部分(114)和第五部分(115),所述第四部分(114)与所述第二部分(111)远离所述第一部分(113)的一端机械连接,所述第五部分(115)与所述第三部分(112)远离所述第一部分(113)的一端机械连接,所述第四部分(114)和所述第五部分(115)相对于所述第一对称面(21)对称设置。
5.根据权利要求4所述的天线(10),其特征在于,所述第四部分(114)由所述第二部分(111)远离所述第三部分(112)延伸。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述第二部分(111)或者所述第三部分(112)为以下任一项:
相对于所述第一部分(113)垂直设置;
相对于所述第一部分(113)倾斜设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述天线(10)还包括第三谐振器(150),所述第三谐振器(150)相对于所述第一对称面(21)对称,所述第三谐振器(150)设置于所述第一谐振器(110)远离所述第二谐振器(120)的一侧,所述第三谐振器(150)与所述第一谐振器(110)耦合连接。
8.根据权利要求7所述的天线(10),其特征在于,所述第三谐振器(150)还与所述第二谐振器(120)耦合连接。
9.根据权利要求7或8所述的天线(10),其特征在于,所述第三谐振器(150)包括第六部分和第七部分(153),所述第六部分和所述第七部分(153)延伸方向不同,所述第六部分与所述第一谐振器(110)耦合连接,所述第七部分(153)用于接收馈电。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述第二谐振器(120)相对于第二对称面(22)对称。
11.根据权利要求10所述的天线(10),其特征在于,所述第一对称面(21)和所述第二对称面(22)共面。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的天线(10),其特征在于,沿平行于所述第一对称面(21)、垂直于所述反射板(12)的方向投影,所述第一谐振器(110)的投影区域与所述第二谐振器(120)的投影区域至少部分重合。
13.根据权利要求12所述的天线(10),其特征在于,沿平行于所述第一对称面(21)、垂直于所述反射板(12)的方向投影,所述第一谐振器(110)的投影区域位于所述第二谐振器(120)的投影区域内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述天线(10)还包括第四谐振器(140),所述第四谐振器(140)位于所述第二谐振器(120)远离所述第一谐振器(110)的一侧,所述第四谐振器(140)与所述第二谐振器(120)耦合连接。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述天线(10)具有第一馈电位置和第二馈电位置,所述第一馈电位置与所述第二馈电位置相对于所述第一对称面(21)对称设置。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述第一谐振器(110)的电长度为(1/4~3/4)λ,λ为所述天线(10)的工作频段的中心频率对应的波长。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述第二谐振器(120)的电长度为(1/4~3/4)λ,λ为所述天线(10)的工作频段的中心频率对应的波长。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述第二谐振器(120)为所述天线(10)的辐射单元。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的天线(10),其特征在于,所述天线(10)还包括第五谐振器(130),所述第五谐振器(130)和所述第二谐振器(120)耦合连接,其中所述第五谐振器(130)相对于第三对称面(23)对称,所述第三对称面(23)垂直于所述第一对称面(21),所述第五谐振器(130)的极化方向和所述第一谐振器(110)的极化方向相互正交。
20.一种通信设备,其特征在于,包括如权利要求1至19中任一项所述的天线(10)。
21.一种通信系统,其特征在于,包括:
如权利要求1至19中任一项所述的天线(10);
信号处理装置,所述信号处理装置用于通过所述天线(10)传输信号。
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