[发明专利]一种天线和通信设备

说明书

本申请提供了一种天线和通信设备，涉及通信技术领域，以解决天线覆盖范围局限的技术问题。本申请提供的天线包括介质基板、折合振子和N个对称振子；介质基板上设有集合线，且集合线具有第一端和第二端；折合振子位于集合线的第一端，并与集合线连接；N个对称振子设置在介质基板上，且N个对称振子与集合线连接；在本申请提供的天线中，通过折合振子和对称振子共同实现不同频段的带宽控制，从而有利于增加天线的工作带宽，另外，将折合振子和对称振子按照一定的尺寸要求进行排布后，折合振子和对称振子所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性，有利于实现天线的全向覆盖范围。

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

在目前的无线通信设备中，所采用的天线主要以半波偶极子天线为主。半波偶极子天线作为一种常用的窄带天线，具有水平面全向的辐射方向等特点，最大增益一般在2dBi左右。在实际应用中，半波偶极子天线一般包括一对对称设置的导体构成，且两个导体相互靠近的两端分别与馈电线相连，其中，两个导体长度的总和大致等于其工作频率的一半。随着天线工作频率的不断提高，天线所发射的电磁波的频率也随之提高。但是，相较于低频电磁波，在相同传播距离下，高频电磁波的会有明显的衰减，且绕设能力和墙体穿透能力都存在明显不足。但是，由于半波偶极子所发射的电磁波频率与其尺寸高度相关，导致半波偶极子天线只能产生单一频带的波束，且在垂直方向上的增益较低，无法实现全区域的覆盖。

发明内容

本申请提供了一种覆盖范围广、有利于实现高增益和多波束特性的天线和通信设备。

一方面，本申请提供了一种天线，包括介质基板、折合振子和N个对称振子。其中，介质基板上设有集合线，且集合线具有第一端和第二端。折合振子设置在介质基板上，折合振子位于集合线的第一端，并与集合线连接。N个对称振子，设置在介质基板上，且N个对称振子与集合线连接，其中，N为大于或等于1的整数。

天线满足：

在N大于1时，N个对称振子由集合线的第一端向第二端依次设置，且N个对称振子满足：

其中，n为对称振子的序号，且自集合线的第一端向第二端顺序递增；R_折为折合振子到天线的虚拟顶点的距离；R_N为第N个对称振子到天线的虚拟顶点的距离。L_n为第n个对称振子的长度；L_n+1为第n+1个对称振子的长度。R_n为第n个对称振子到天线的虚拟顶点的距离；R_n+1为第n+1个对称振子到天线的虚拟顶点的距离。d_n为第n个对称振子与第n+1个对称振子的间距；d_n+1为第n+1个对称振子与第n+2个对称振子的间距。τ为天线的集合因子。

在本申请提供的天线中，折合振子作为对称振子的顶部激励单元，可以实现高频带宽控制。或者，也可以理解为，折合振子的工作频率决定着整个天线的最高工作频率，最长的对称振子的工作频率决定着整个天线的最低工作频率。即整个天线通过折合振子和对称振子共同实现不同频段的带宽控制，从而有利于增加天线的工作带宽。另外，当需要对天线的工作带宽进行调整时，只需要对折合振子和对称振子的尺寸等因数进行独立调整即可，从而增加了调整时的便利性。另外，折合振子由于具有较强垂直方向上的辐射增益，且对称振子具有水平面全向的辐射方向等特点。将折合振子和对称振子按照上述的尺寸要求进行排布后，折合振子和对称振子所产生的电磁波能够实现相干叠加，从而能够实现多波束特性。因此，通过折合振子和对称振子的叠加，有利于实现天线的全向覆盖范围。例如，当配备有上述天线的无线路由器应用到多楼层结构中时，不仅能够保证同楼层内WiFi信号的覆盖范围，还能够提升上、下楼层WiFi信号的覆盖范围。