CN217387502U - 天线及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线通信技术领域，提供一种天线及无线通信设备，天线包括外壳和辐射体，外壳包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体可折叠地连接，辐射体包括第一偶极子、第二偶极子和柔性反相器，第一偶极子设置于第一壳体内，第二偶极子设置于第二壳体内，柔性反相器连接于第一偶极子和第二偶极子之间，第一偶极子包括第一振子臂和第二振子臂，第一振子臂与柔性反相器相连接，且第一振子臂上设有馈电点，第二振子臂与第一振子臂相绝缘设置，且第二振子臂上设有接地点，第二偶极子能够在第一壳体与第二壳体折叠后与第二振子臂相连接。通过采用上述技术方案，可使上述天线不论处于展开状态还是处于折叠状态均能正常工作。

Description

天线及无线通信设备

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其提供一种天线及无线通信设备。

背景技术

杆状天线是当前家用无线路由器常用的天线类型，但是由于杆状天线的长度较大，其需要占用较大空间，导致无线路由器的外包装体积增大，不利于对无线路由器进行运输。

目前，为了减小无线路由器的外包装体积，部分厂家将杆状天线设计成可折叠结构，但是由于折叠后的天线中的各个偶极子相互靠近，导致各个偶极子之间出现自耦合现象，从而导致天线的辐射性能恶化而无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种天线及无线通信设备，旨在解决现有的天线在折叠后无法正常工作的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种天线，包括：

外壳，包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可折叠地连接；

辐射体，包括设置于所述第一壳体内的第一偶极子，设置于所述第二壳体内的第二偶极子，以及连接于所述第一偶极子和所述第二偶极子之间的柔性反相器，所述第一偶极子包括与所述柔性反相器相连接的第一振子臂，以及与所述第一振子臂相绝缘设置的第二振子臂，所述第一振子臂上设有馈电点，所述第二振子臂上设有接地点，所述第二偶极子能够在所述第一壳体与所述第二壳体折叠后与所述第二振子臂相连接。

本实用新型实施例提供的天线至少具有以下有益效果：当上述天线处于展开状态时，第一偶极子、第二偶极子和柔性反相器大致处于同一直线上，此时，向第一振子臂的馈电点输入馈电电流，在柔性反相器的反相作用下，第一偶极子的电流相位与第二偶极子的电流相位相同，使得第一偶极子与第二偶极子组成了二元线阵，第一偶极子所产生的电磁辐射与第二偶极子所产生的电磁辐射相互叠加，使得上述天线能够在水平方向实现高增益、窄波束的全向辐射，从而保证了上述天线的辐射性能；当上述天线处于折叠状态时，由于第二偶极子与第二振子臂相连接，馈电点与接地点短接，使得辐射体形成了闭环电路结构，同时由于柔性反相器的输入端和输出端相互靠近而产生自耦合现象，使得柔性反相器的反相作用失效，使得第一偶极子的电流方向与第二偶极子的电流方向相同，此时，整个辐射体等效于一个折合偶极子，使得上述天线能够在水平方向实现低增益、宽波束的全向辐射，从而保证了上述天线的辐射性能。由此可见，上述天线不论处于展开状态还是处于折叠状态均能实现周正的全向辐射，这样可给用户提供了两种不同的工作模式，使用户能够根据不同的工作场景对上述天线的工作模式进行选择，有效提高了用户体验度。

在其中一个实施例中，所述第二振子臂上设有第一电接触部，所述第一电接触部伸出于所述第一壳体外，所述第二偶极子上设有第二电接触部，所述第二电接触部伸出于所述第二壳体外，所述第一电接触部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二电接触部相连接。

在其中一个实施例中，所述第一壳体与所述第二壳体处于相互折叠状态下，所述第一电接触部在所述第二偶极子上形成有第一投影，所述第二电接触部在所述第二振子臂上形成有第二投影，所述第一投影的面积小于0.0025λ，和/或，所述第二投影的面积小于0.0025λ，其中，λ为自由空间中的波长。

在其中一个实施例中，所述第一壳体上设有第一连接部，所述第二壳体上设有第二连接部，所述第一连接部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二连接部可拆卸地连接，且所述第一电接触部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二电接触部相抵接。

在其中一个实施例中，所述柔性反相器的电线路呈波浪结构或螺旋结构。

在其中一个实施例中，所述外壳还包括铰接件，所述铰接件的一端与所述第一壳体相铰接，所述铰接件的另一端与所述第二壳体相铰接。

在其中一个实施例中，所述第一壳体与所述铰接件之间设有第一卡扣结构，所述第一卡扣机构包括第一卡部和第二卡部，所述第一卡部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二卡部相卡合；

所述第二壳体与所述铰接件之间设有第二卡扣结构，所述第二卡扣机构包括第三卡部和第四卡部，所述第三卡部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第四卡部相卡合。

在其中一个实施例中，所述外壳还包括波纹管，所述波纹管的一端与所述第一壳体相连接，所述波纹管的另一端与所述第二壳体相连接。

为了实现上述目的，本实用新型实施例还提供了一种无线通信设备，包括上述任一个或者多个实施例所述的天线。

由于上述无线通信设备采用了上述天线的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的天线处于展开状态下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的天线处于折叠状态下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的柔性反相器的电线路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的天线处于展开状态下的方向图；

图5为本实用新型实施例提供的天线处于折叠状态下的方向图；

图6为本实用新型实施例提供的无线通信设备的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、天线；110、外壳；111、第一壳体；112、第二壳体；113、铰接件；120、辐射体；121、第一偶极子；1211、第一振子臂；1212、第二振子臂；12121、第二电接触部；122、第二偶极子；1221、第一电接触部；123、柔性反相器； 1231、电线路；200、控制单元；210、处理模块；211、天线姿态监测端口；220、射频模块；221、射频端口；222、匹配网络选择端口；230、第一匹配模块；240、第二匹配模块；250、通断控制模块；300、用户交互模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的第一方面提供了一种天线100，该天线100可应用于诸如无线路由器、无线基站等无线通信设备中，能够发射和接收电磁信号。

请结合图1和图2所示，该天线100包括外壳110和辐射体120，外壳110 包括第一壳体111和第二壳体112，第一壳体111与第二壳体112可折叠地连接。辐射体120包括第一偶极子121、第二偶极子122和柔性反相器123，第一偶极子121设置于第一壳体111内，第二偶极子122设置于第二壳体112内，柔性反相器123连接于第一偶极子121和第二偶极子122之间。第一偶极子121包括第一振子臂1211和第二振子臂1212，第一振子臂1211与柔性反相器123相连接，且第一振子臂1211上设有馈电点(图中未示)，馈电点用于与外部馈电端口电性连接。第二振子臂1212与第一振子臂1211相绝缘设置，且第二振子臂1212上设有接地点(图中未示)，接地点用于连接地电。第二偶极子122能够在第一壳体111与第二壳体112折叠后与第二振子臂1212相连接。

可以理解的，在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后，柔性反相器123 随之弯折，以使第一偶极子121和第二偶极子122相互折叠，直至第二偶极子 122与第二振子臂1212相互连接。

当上述天线100处于展开状态时，第一偶极子121、第二偶极子122和柔性反相器123大致处于同一直线上，此时，向第一振子臂1211的馈电点输入馈电电流，在柔性反相器123的反相作用下，第一偶极子121的电流相位与第二偶极子122的电流相位相同，使得第一偶极子121与第二偶极子122组成了二元线阵，第一偶极子121所产生的电磁辐射与第二偶极子122所产生的电磁辐射相互叠加，使得上述天线100能够在水平方向实现高增益、窄波束的全向辐射，从而保证了上述天线100的辐射性能；当上述天线100处于折叠状态时，由于第二偶极子122与第二振子臂1212相连接，使得馈电点与接地点短接，从而使得辐射体120形成了闭环电路结构，同时由于柔性反相器123的输入端和输出端相互靠近而产生自耦合现象，使得柔性反相器123的反相作用失效，使得第一偶极子121的电流方向与第二偶极子122的电流方向相同，此时，整个辐射体120等效于一个折合偶极子，使得上述天线100能够在水平方向实现低增益、宽波束的全向辐射，从而保证了上述天线100的辐射性能。由此可见，上述天线100不论处于展开状态还是处于折叠状态均能实现周正的全向辐射，这样可给用户提供了两种不同的工作模式，使用户能够根据不同的工作场景对上述天线100的工作模式进行选择，有效提高了用户体验度。

需要说明的是，第一偶极子121的电长度和第二偶极子122的电长度可根据实际应用需求而定，可选地，第一偶极子121的电长度为0.5λ，第二偶极子 122的电长度为0.5λ，其中，λ为自由空间中的波长，即处于展开状态下的天线100为全波天线100，处于折叠状态下的天线100为半波天线100。

在一个实施例中，请结合图1所示，第二振子臂1212上设有第一电接触部 1221，第一电接触部1221伸出于第一壳体111外，第二偶极子122上设有第二电接触部12121，第二电接触部12121伸出于第二壳体112外，第一电接触部 1221能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第二电接触部12121相连接，使得第二偶极子122与第二振子臂1212电接通，以使馈电点与接地点短接。

具体地，第一壳体111上开设有第一通孔(图中未示)，第一电接触部1221 经由第一通孔向第一壳体111外伸出，同理，第二壳体112上开设有第二通孔 (图中未示)，第二电接触部12121经由第二通孔向第二壳体112外伸出，以使第一电接触部1221能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第二电接触部12121相连接。

在上述实施例中，第一壳体111与第二壳体112处于相互折叠状态下，第一电接触部1221在第二偶极子122上形成有第一投影，第一投影的面积小于 0.0025λ，通过将第一投影的面积限定在上述范围内，可避免第一电接触部1221 与第二偶极子122之间产生自耦现象，从而保证了上述天线100的辐射性能。

可以理解的，第一电接触部1221的横截面形状包括但不仅限于圆形、方形、三角形。

同理，第一壳体111与第二壳体112处于相互折叠状态下，第二电接触部 12121在第二振子臂1212上形成有第二投影，第二投影的面积小于0.0025λ，通过将第二投影的面积限定在上述范围内，可避免第二电接触部12121与第一偶极子121之间产生自耦现象，从而保证了上述天线100的辐射性能。

可以理解的，第二电接触部12121的横截面形状包括但不仅限于圆形、方形、三角形。

在上述实施例中，第一壳体111上设有第一连接部(图中未示)，第二壳体112上设有第二连接部(图中未示)，第一连接部能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第二连接部可拆卸地连接，且第一电接触部1221能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第二电接触部12121相抵接。当第一壳体111与第二壳体112相互折叠后，第一连接部与第二连接部相连接，这样可保持第一电接触部1221与第二电接触部12121紧密抵接在一起，以防止第一电接触部1221与第二电接触部12121相分离而导致出现天线100处于折叠状态下无法正常工作的情况，提高了天线100的工作可靠性。

需要说明的是，第一连接部与第二连接部的连接方式包括多种，例如，第一连接部和第二连接部分别为卡接部，当第一壳体111与第二壳体112相互折叠后，两个卡接部相互卡接；又如，第一连接部为母粘扣带，第二连接部为子粘扣带，当第一壳体111与第二壳体112相互折叠后，母粘扣带与子粘扣带相互粘接；再如，第一连接部和第二连接部分别为磁铁，两个磁铁磁性相反，当第一壳体111与第二壳体112相互折叠后，两个磁铁相互磁吸连接，在此不作具体限定。

在一个实施例中，请结合图3所示，柔性反相器123的电线路1231呈波浪结构或螺旋结构，这样可使得柔性反相器123的电线路1231的各部分之间产生自耦合现象，从而可有效抑制柔性反相器123的电流强度，减弱了柔性反相器 123的电流辐射效果，从而避免了柔性反相器123的电流辐射对天线100的辐射性能产生不良影响。

在一个实施例中，请结合图1和图2所示，外壳110还包括铰接件113，铰接件113的一端与第一壳体111相铰接，铰接件113的另一端与第二壳体112 相铰接，当需要将天线100折叠时，可绕第一壳体111与铰接件113之间的转动轴线转动第一壳体111，同时绕第二壳体112与铰接件113之间的转动轴线转动第二壳体112，直至第一壳体111与第二壳体112相互贴靠，即完成天线100 的折叠操作，方便快捷。

在上述实施例中，铰接件113内形成有空腔，柔性反相器123置于铰接件 113内。

具体地，第一壳体111与铰接件113之间设有第一卡扣结构(图中未示)，第一卡扣机构包括第一卡部和第二卡部，第一卡部能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第二卡部相卡合，第二壳体112与铰接件113之间设有第二卡扣结构(图中未示)，第二卡扣机构包括第三卡部和第四卡部，第三卡部能够在第一壳体111与第二壳体112相互折叠后与第四卡部相卡合，当天线 100处于展开状态时，第一卡部与第二卡部相卡合，且第三卡部与第四卡部相卡合，以将天线100保持在展开状态上，当需要将天线100进行折叠时，可直接转动第一壳体111和第二壳体112，以使第一卡部脱离第二卡部且使第三卡部脱离第四卡部。

需要说明的是，第一卡扣结构的形式包含多种，例如，第一卡部为卡点，第二卡部为卡口，在此不作具体限定，同理，第二卡扣结构的形式包含多种，例如，第三卡部为卡点，第四卡部为卡口，在此不作具体限定。

在另一个实施例中，外壳110还包括波纹管，波纹管的一端与第一壳体111 相连接，波纹管的另一端与第二壳体112相连接，当需要将天线100折叠时，可直接将波纹管弯折，直至第一壳体111与第二壳体112相互贴靠，即完成天线100的折叠操作，方便快捷。

在上述实施例中，柔性反相器123置于波纹管内。

经过仿真验证，请结合图4所示，当天线100处于展开状态时，天线100 可实现高增益、窄波束辐射，此状态下的天线100可适用于同楼层工作场景，请结合图5所示，当天线100处于折叠状态时，天线100可实现低增益、宽波束辐射，此状态下的天线100可适用于跨楼层工作场景。

本实用新型的第二方面提供了一种无线通信设备，请结合图6所示，该无线通信设备包括控制单元200和上述任一个或者多个实施例的天线100，控制单元200包括处理模块210、射频模块220、第一匹配模块230、第二匹配模块240 和通断控制模块250，处理模块210具有天线姿态监测端口211，天线姿态监测端口211与天线100的馈电点电性连接，射频模块220与处理模块210电性连接，且射频模块220具有射频端口221和匹配网络选择端口222，射频端口221 与第一匹配模块230电性连接，匹配网络选择端口222与通断控制模块250电性连接，第一匹配模块230与馈电点电性连接，通断控制模块250电性连接于第一匹配模块230和第二匹配模块240之间。

在上述无线通信设备的工作过程中，当天线100处于展开状态时，馈电点与接地点没有短接，而当天线100处于折叠状态时，馈电点与接地点短接，天线100会产生短路信号，处理模块210通过天线姿态监测端口211实时检测天线100是否产生短路信号；当天线姿态监测端口211没有检测到短路信号时，处理模块210判断天线100处于展开状态，随后处理模块210向射频模块220 发送指令，使射频模块220通过匹配网络选择端口222控制通断控制模块250 断开，此时，天线100与射频模块220通过第一匹配模块230进行匹配；当天线姿态监测端口211检测到短路信号时，处理模块210判断天线100处于折叠状态，处理模块210向射频模块220发送指令，以使射频模块220通过匹配网络选择端口222控制通断控制模块250导通，此时，天线100与射频模块220 通过第一匹配模块230和第二匹配模块240进行匹配。

由于上述无线通信设备采用了上述天线100的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一个实施例中，请结合图6所示，无线通信设备还包括用户交互模块300，用户交互模块300与处理模块210电通信连接。处理模块210可对天线100的信号强度和所处状态进行监测分析，并将分析结果反馈至用户交互模块300，以提示用户改变或者维持天线100的状态。

需要说明的是，用户交互模块300包括但不仅限于显示屏、扬声器、手机。

Claims (9)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：

外壳，包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可折叠地连接；

辐射体，包括设置于所述第一壳体内的第一偶极子，设置于所述第二壳体内的第二偶极子，以及连接于所述第一偶极子和所述第二偶极子之间的柔性反相器，所述第一偶极子包括与所述柔性反相器相连接的第一振子臂，以及与所述第一振子臂相绝缘设置的第二振子臂，所述第一振子臂上设有馈电点，所述第二振子臂上设有接地点，所述第二偶极子能够在所述第一壳体与所述第二壳体折叠后与所述第二振子臂相连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述第二振子臂上设有第一电接触部，所述第一电接触部伸出于所述第一壳体外，所述第二偶极子上设有第二电接触部，所述第二电接触部伸出于所述第二壳体外，所述第一电接触部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二电接触部相连接。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于：所述第一壳体与所述第二壳体处于相互折叠状态下，所述第一电接触部在所述第二偶极子上形成有第一投影，所述第二电接触部在所述第二振子臂上形成有第二投影，所述第一投影的面积小于0.0025λ，和/或，所述第二投影的面积小于0.0025λ，其中，λ为自由空间中的波长。

4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于：所述第一壳体上设有第一连接部，所述第二壳体上设有第二连接部，所述第一连接部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二连接部可拆卸地连接，且所述第一电接触部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二电接触部相抵接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的天线，其特征在于：所述柔性反相器的电线路呈波浪结构或螺旋结构。

6.根据权利要求1-4任一项所述的天线，其特征在于：所述外壳还包括铰接件，所述铰接件的一端与所述第一壳体相铰接，所述铰接件的另一端与所述第二壳体相铰接。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于：所述第一壳体与所述铰接件之间设有第一卡扣结构，所述第一卡扣机构包括第一卡部和第二卡部，所述第一卡部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第二卡部相卡合；

所述第二壳体与所述铰接件之间设有第二卡扣结构，所述第二卡扣机构包括第三卡部和第四卡部，所述第三卡部能够在所述第一壳体与所述第二壳体相互折叠后与所述第四卡部相卡合。

8.根据权利要求1-4任一项所述的天线，其特征在于：所述外壳还包括波纹管，所述波纹管的一端与所述第一壳体相连接，所述波纹管的另一端与所述第二壳体相连接。

9.一种无线通信设备，其特征在于：所述无线通信设备包括如权利要求1-8任一项所述的天线。

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