CN209747731U - 一种天线组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线组件，包括馈电源、耦合型功率分配器和电天线；其中，所述耦合型功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，所述磁天线为开口圆环，所述馈电源设置于所述磁天线的开口处，所述耦合导电区域为半径与所述磁天线相同的开口圆环，所述电天线设置于所述耦合导电区域的开口处，所述电天线与所述磁天线所在平面的夹角大于0度。本申请能够提供低方向性、全向辐射的无线信号，实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖。

Description

一种天线组件

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别涉及一种天线组件。

背景技术

天线是一种变换器，可以把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。

在相关技术中天线设计中一般采用双臂结构，其工作时双臂上电流幅度相反且方向相反，从而形成谐振，但是这种双臂结构的天线信号在法相方向辐射覆盖，其轴向方向往往会形成缺陷区域。随着智能设备和无线产品的使用环境复杂化、多样化，特别是在多楼层的环境下，天线信号的覆盖往往需要依赖于多组设备分层覆盖，而这种多层覆盖的方将会造成资源浪费

因此，如何实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种天线组件，能够实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖。

为解决上述技术问题，本申请提供一种天线组件，所述天线组件包括：馈电源、耦合型功率分配器和电天线；其中，所述耦合型功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，所述磁天线为开口圆环，所述馈电源设置于所述磁天线的开口处，所述耦合导电区域为半径与所述磁天线相同的开口圆环，所述电天线设置于所述耦合导电区域的开口处，所述电天线与所述磁天线所在平面的夹角大于0度。

可选的，所述磁天线与所述耦合导电区域平行。

可选的，所述磁天线的圆心与所述耦合导电区域的圆心的距离等于所述磁天线所在平面与所述耦合导电区域所在平面的距离。

可选的，所述磁天线的开口处和所述耦合导电区域的开口处的连线与中心轴相交；其中，所述中心轴为所述磁天线的圆心与所述耦合导电区域的圆心的连线。

可选的，所述磁天线和所述耦合导电区域之间绝缘。

可选的，所述电天线包括第一导电区域和第二导电区域；其中，所述第一导电区域设置于所述耦合导电区域的开口处的第一端，所述第二导电区域设置于所述耦合导电区域的开口处的第二端。

可选的，所述第一导电区域和所述第二导电区域垂直于所述耦合导电区域所在的平面。

可选的，所述第一导电区域和所述第二导电区域均为直线形导体。

可选的，所述第一导电区域的长度大于所述第二导电区域的长度。

本申请所提供的一种天线组件，包括馈电源、耦合型功率分配器和电天线；其中，所述耦合型功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，所述磁天线为开口圆环，所述馈电源设置于所述磁天线的开口处，所述耦合导电区域为半径与所述磁天线相同的开口圆环，所述电天线设置于所述耦合导电区域的开口处，所述电天线与所述磁天线所在平面的夹角大于0度。

本申请中与馈电源连接的耦合性功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，磁天线的辐射能量可以覆盖磁天线所在平面的上下方向，而由于电天线与磁天线所在平面的夹角大于0度，故电天线的辐射能量覆盖方向与磁天线的辐射能量覆盖方向不同，且耦合导电区域能够对电天线的功率进行调节以免出现能量的反向抵消作用。因此本申请的天线组件能够提供低方向性、全向辐射的无线信号，实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种天线组件的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种天线组件的主视图；

图3为本申请实施例所提供的另一种天线组件的侧视图；

图4为本申请实施例所提供的另一种天线组件的俯视图；

图5为本实施例提供的天线组件的天线辐射方向图；

图6为常规天线的辐射方向图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种天线组件可以实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种天线组件的结构示意图。

该装置可以包括：

馈电源100、耦合型功率分配器200和电天线300；其中，耦合型功率分配器200包括磁天线和耦合导电区域，磁天线为开口圆环，馈电源100设置于磁天线的开口处，耦合导电区域为半径与磁天线相同的开口圆环，电天线设置于耦合导电区域的开口处，电天线与磁天线所在平面的夹角大于0度。

其中，馈电源100、耦合型功率分配器200和电天线300可以为铜、铁等良导体。馈电源100又称为RF节点、供电点等，馈电源100将射频电路输出的功率流接入到天线并通过天线工作将能量发射出去。具体的，馈电源100可以将电路信号馈送至磁天线和电天线，还可以将磁天线和电天线接收到的自由空间信号传输至电路。

在本实施例中耦合型功率分配器200可以包括磁天线和耦合导电区域，磁天线直接与馈电源连接，耦合导电区域与磁天线相互配合构成耦合型功率分配器200。本实施例中的磁天线为环形结构，磁天线通过在磁芯上绕上环形线圈构成。磁天线的工作原理为法拉第感应定律，当磁力线通过绕在磁芯上的圆环线圈时，将会在线圈上产生感应电动势，磁天线通过检测信号磁场分量的感应信号来实现对信号的检测、接收。磁天线接收到信号后，可以将信号传输到信号调节电路。

可以理解的是，磁天线和耦合导电区域均为开口圆环，磁天线的开口处设置有馈电源100，耦合导电区域的开口处设置有电天线。磁天线和耦合导电区域的圆环半径相同，因而可以构建耦合型功率分配器200。进一步的，本实施例中电天线与磁天线所在平面的夹角大于0说明电天线所在平面与磁天线所在平面不平行。由于磁天线为环状结构，本实施例将该环状结构所在的面视为磁天线所在的平面。本实施例通过设置上述电天线与磁天线的位置关系，使得磁天线辐射或接收的天线信号方向与电天线辐射或接收的天线信号方向不同，进而降低了天线组件整体的信号辐射或信号接收的方向性。

耦合型功率分配器200工作原理为：在信号发射状态下，磁天线在接收到馈电源100馈送功率时形成磁流；耦合导电区域将磁流一分为二，将功率分配至磁天线和电天线。需要说明的是，磁天线与耦合导电区域之间的间距可以影响功率分配比例，也就是说耦合型功率分配器200能够对磁天线和电天线的功率分配比例进行调节以免出现能量的反向抵消作用。磁天线与耦合导电区域之间的优选间距受工作频率影响。作为一种可行的实施方式，本实施例中磁天线与耦合导电区域之间的间距可以为1mm。本实施例中提到的电天线即电偶极子天线，其核心为非闭合电流形成的电场工作从而形成辐射。

本实施例中与馈电源连接的耦合性功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，磁天线的辐射能量可以覆盖磁天线所在平面的上下方向，而由于电天线与磁天线所在平面的夹角大于0度，故电天线的辐射能量覆盖方向与磁天线的辐射能量覆盖方向不同，且耦合型功率分配器能够对磁天线和电天线的功率分配比例进行调节以免出现能量的反向抵消作用。因此本实施例的天线组件能够提供低方向性、全向辐射的无线信号，实现多楼层环境下天线信号的全向覆盖。

下面请参见图2、图3和图4，图2为本申请实施例所提供的另一种天线组件的主视图，图3为本申请实施例所提供的另一种天线组件的侧视图，图4为本申请实施例所提供的另一种天线组件的俯视图。本实施例建立在图1对应的实施例的基础上，天线组件可以包括馈电源100、耦合型功率分配器200和电天线300。

进一步的，磁天线与耦合导电区域平行。

其中，上述提到的磁天线与耦合导电区域平行指磁天线的圆环结构所在平面与耦合导电区域的圆环结构所在平面相互平行。当磁天线与耦合导电区域平行时，耦合型功率分配器200的功率分配更准确。

进一步的，磁天线的圆心与耦合导电区域的圆心的距离等于磁天线所在平面与耦合导电区域所在平面的距离。

其中，当磁天线的圆心与耦合导电区域的圆心的距离等于磁天线所在平面与耦合导电区域所在平面的距离时，相当于磁天线的旋转轴与耦合导电区域的旋转轴为同一条直线。通过上述设置同样可以提高耦合型功率分配器200的功率分配精准度。

进一步的，磁天线的开口处和耦合导电区域的开口处的连线与中心轴相交；

其中，中心轴为磁天线的圆心与耦合导电区域的圆心的连线。当磁天线与耦合导电区域均平行于水平面时，磁天线开口处的垂直投影与耦合导电区域开口处的垂直投影的连线为磁天线或耦合导电区域对应的圆环结构的直径。通过上述设置能够提高耦合型功率分配器200的功率分配精准度，并且均衡天线组件整体的重量分配。

进一步的，磁天线和耦合导电区域之间绝缘。

进一步的，电天线包括第一导电区域和第二导电区域；其中，第一导电区域设置于耦合导电区域的开口处的第一端，第二导电区域设置于耦合导电区域的开口处的第二端。

进一步的，第一导电区域和第二导电区域垂直于耦合导电区域所在的平面。

其中，当第一导电区域和第二导电区域垂直于耦合导电区域所在的平面时，相当于磁天线辐射能量覆盖上下方向而电天线能覆盖水平方向，即磁天线能量辐射方向垂直于电天线能量辐射方向，能够得到低方向性、球型全向辐射的天线信号。

进一步的，第一导电区域和第二导电区域均为直线形导体。其中第一导电区域的长度大于第二导电区域的长度，当然，第二导电区域的长度也可以大于第一导电区域的长度。第一导电区域和第二导电区域长度不同是因为第一导电区域和第二导电区域上为幅度相同且方向相反的电流，如果长度相同就会导致无法辐射，作为一种可行的实施方式，第一导电区域和第二导电区域长度差为最优值时，第一导电区域的波长为和第二导电区域的波长的1/4，或第二导电区域的波长为和第一导电区域的波长的1/4，此时辐射性能较优。

本实施例提供的天线组件通过双环形结构实现了耦合型功率分配器功能，还通过耦合型功率分配器将磁天线和电天线组合实现其无死角覆盖。请参见图5和图6，图5为本实施例提供的天线组件的天线辐射方向图，图6为常规天线的辐射方向图。如图5所示，本实施例的天线辐射方向图相比于图6中常规天线辐射方向图，具有良好的全向性。本实施例中天线的最大增益为1.5dBi，最小增益为-5dBi；在常规天线辐射方向图中天线的最大增益为2.5dBi，最小增益为-20dBi，可见本实施例在方向覆盖上优于常规天线。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到更具本申请提供的基本原理结合实际情况可以存在很多的例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：馈电源、耦合型功率分配器和电天线；其中，所述耦合型功率分配器包括磁天线和耦合导电区域，所述磁天线为开口圆环，所述馈电源设置于所述磁天线的开口处，所述耦合导电区域为半径与所述磁天线相同的开口圆环，所述电天线设置于所述耦合导电区域的开口处，所述电天线与所述磁天线所在平面的夹角大于0度。

2.根据权利要求1所述天线组件，其特征在于，所述磁天线与所述耦合导电区域平行。

3.根据权利要求2所述天线组件，其特征在于，所述磁天线的圆心与所述耦合导电区域的圆心的距离等于所述磁天线所在平面与所述耦合导电区域所在平面的距离。

4.根据权利要求1所述天线组件，其特征在于，所述磁天线的开口处和所述耦合导电区域的开口处的连线与中心轴相交；其中，所述中心轴为所述磁天线的圆心与所述耦合导电区域的圆心的连线。

5.根据权利要求1所述天线组件，其特征在于，所述磁天线和所述耦合导电区域之间绝缘。

6.根据权利要求1至5任一项所述天线组件，其特征在于，所述电天线包括第一导电区域和第二导电区域；其中，所述第一导电区域设置于所述耦合导电区域的开口处的第一端，所述第二导电区域设置于所述耦合导电区域的开口处的第二端。

7.根据权利要求6所述天线组件，其特征在于，所述第一导电区域和所述第二导电区域垂直于所述耦合导电区域所在的平面。

8.根据权利要求6所述天线组件，其特征在于，所述第一导电区域和所述第二导电区域均为直线形导体。

9.根据权利要求8所述天线组件，其特征在于，所述第一导电区域的长度大于所述第二导电区域的长度。