天线和无线设备的制作方法

1.本技术涉及射频领域，尤其涉及一种天线和无线设备。


背景技术：

2.智能天线在有源振子周围放置反射器，通过开关控制反射器的通断，以改变反射器是否生效的状态。
3.当智能天线处于定向状态时，反射器生效，振子结构左右不对称，共模电流和差模电流同时起振，其中，差模电流对天线辐射的定向性有破坏作用，导致有些频点的定向增益严重降低。


技术实现要素：

4.本技术提供一种天线和无线设备，用于降低天线的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
5.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
6.第一方面，提供了一种天线，包括：天线振子、分支传输线和馈电点，天线振子包括第一辐射臂、第二辐射臂，分支传输线包括第一传输线和第二传输线，第一传输线的长度和第二传输线的长度小于目标导波波长的二分之一，目标导波波长指天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长，第一辐射臂经由第一传输线电连接至馈电点，第二辐射臂经由第二传输线电连接至馈电点。
7.当本技术提供的天线中的天线振子的差模电流起振时，差模电流在两条传输线中传输时的振荡方向相反或部分相反，对电磁波的影响抵消或部分抵消，以此降低差模电流对天线辐射的定向性的影响。
8.在一种可能的实施方式中，第一辐射臂和第二辐射臂相互之间无电接触。也可以称为第一辐射臂和第二辐射臂分开，第一辐射臂和第二辐射臂独立，第一辐射臂和第二辐射臂分离等。
9.在一种可能的实施方式中，第一传输线和第二传输线相互之间无电接触。也可以称为第一传输线和第二传输线相互之间分开，第一传输线和第二传输线相互之间独立，第一传输线和第二传输线相互之间分离等。
10.在一种可能的实施方式中，第一传输线的长度为目标导波波长的四分之一，且第二传输线的长度为目标导波波长的四分之一。此时，差模电流在第一传输线和第二传输线的振荡方向相反，振荡幅值相同，对电磁波的影响相互能够抵消，以此来降低天线的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
11.在一种可能的实施方式中，第一传输线和第二传输线为金属传输线、微带线或者共面波导等。
12.在一种可能的实施方式中，第一传输线和第二传输线为曲线、直线或波浪线等。
13.在一种可能的实施方式中，第一传输线和第二传输线互相平行。互相平行的传输
线中的差模电流被抵消的效果更好。
14.在一种可能的实施方式中，第一传输线和第二传输线的长度相同。
15.在一种可能的实施方式中，第一辐射臂和第二辐射臂的空间结构对称。
16.在一种可能的实施方式中，还包括反射器，反射器经由开关电连接至接地板。开关的通断使得反射器生效或失效。例如，当开关闭合时，该天线为定向天线；当开关断开时，该天线为全向天线。或者，当开关闭合时，该天线为全向天线；当开关断开时，该天线为定向天线。
17.在一种可能的实施方式中，还包括另一天线振子，另一天线振子电连接至接地板。如果两个天线阵子的工作频段相同，目标导波波长指任意一个天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长。如果两个天线阵子的工作频段不同，该天线为双频天线，目标导波波长可以指其中一个天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长。
附图说明
18.图1为本技术实施例提供的一种天线振子引起的共模电流和差模电流的示意图；
19.图2为本技术实施例提供的另一种天线振子引起的共模电流和差模电流的示意图；
20.图3为本技术实施例提供的一种天线的水平方向图的示意图；
21.图4为本技术实施例提供的一种天线的结构示意图；
22.图5为本技术实施例提供的一种降低差模电流对天线辐射的定向性的示意图；
23.图6为本技术实施例提供的一种不能降低差模电流对天线辐射的定向性的示意图；
24.图7为本技术实施例提供的另一种天线的结构示意图；
25.图8为本技术实施例提供的另一种天线的水平方向图的示意图；
26.图9为本技术实施例提供的一种无线设备的结构示意图。
具体实施方式
27.首先对本技术实施例涉及的概念进行描述：
28.共模电流：指在任意(或全部)载流导线和参考地之间的电位差所形成的电流。
29.差模电流：指在任意两条载流导线之间的电位差所形成的电流。
30.振子：是天线上的元器件，具有发射和接收电磁波的作用。
31.全向天线：即在水平方向图上表现为360度都均匀辐射的天线，即无方向性，并且在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束。
32.定向天线：指在某一个或某几个特定方向上发射和接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射和接收电磁波则为零或极小的一种天线。
33.馈电点：天线与馈线的连接处称为天线的输入端或馈电点。
34.导波：沿馈电线(或称传输线)传输的电磁波称为导波，或者导行波。
35.导波波长：即电磁波沿着馈电线(或称传输线)传播时的波长。
36.接地板：大面积的金属平面，可以作为电势为零的参考地。
37.目前无线局域网(wireless local area network，wlan)设备可以采用智能天线。智能天线是指在有源振子周围放置反射器，并可控制反射器的状态从而可以工作在全向模式或定向模式的天线。
38.例如，如图1和图2所示，是一种包括双频振子和一个反射器的天线结构。其中，第一天线振子的辐射臂11电连接至馈电点15，第二天线振子的第一辐射臂12和第二辐射臂13电连接至接地板gnd，反射器14经由开关k电连接至接地板gnd。第一天线振子工作在第一频段(例如2g频段)，通过馈电点15输入导波来主动激励电磁波，或者，将接收的电磁波转换为导波并馈送给馈电点15；第二天线振子工作在第二频段(例如5g频段)，其通过与第一天线振子耦合来激励电磁波或接收电磁波。
39.图1中示出的是第一天线振子引起的共模电流和差模电流的示意图，图2中示出的是第二天线振子引起的共模电流和差模电流的示意图。当开关k断开使得反射器14与接地板gnd断开时，天线的空间结构对称，只有共模电流(图中虚线箭头)起振，天线工作在全向状态。当开关k闭合使得反射器14与接地板gnd导通时，反射器14与各天线振子耦合，使得天线的空间结构左右不对称，共模电流和差模电流(图中实线箭头)同时起振，而差模电流对某些频点的定向性有破坏作用，导致有些频点定向增益严重降低。例如，如图3所示为图1或图2所示天线的水平方向图，其中，相对于5.15ghz的频点和5.85ghz的频点，5.55ghz的频点在-120度至150度的定向性更差。
40.本技术实施例通过将第一天线振子的辐射臂在与馈电点连接处进行切割，分成左右两个辐射臂，并分别经由一条长度小于目标导波波长的二分之一的传输线电连接至同一馈电点，目标导波波长指天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长，使得该工作频段的差模电流在这两条传输线中传输时，振荡方向相反或部分相反，对电磁波的影响相互抵消或部分抵消，以此来降低天线的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
41.具体的，如图4所示，本技术实施例提供了一种天线，包括第一天线振子41、分支传输线42和馈电点43，还包括至少一个反射器44。
42.第一天线振子41包括第一辐射臂411和第二辐射臂412。分支传输线42包括第一传输线421和第二传输线422。其中，第一辐射臂411经由第一传输线421电连接至馈电点43，第二辐射臂412经由第二传输线422电连接至馈电点43。图中所示的第一传输线421和第二传输线422直接与馈电点43电连接。然而，第一传输线421和第二传输线422也可以经由其他结构(例如其他传输线)电连接至馈电点43。
43.第一辐射臂411和第二辐射臂412相互之间不直接相连。也可以称为第一辐射臂411和第二辐射臂412相互之间分开，第一辐射臂411和第二辐射臂412相互之间独立，第一辐射臂411和第二辐射臂412相互之间分离等，本技术实施例对名称不作限定。
44.第一传输线421和第二传输线422相互之间不直接相连。也可以称为第一传输线421和第二传输线422相互之间分开，第一传输线421和第二传输线422相互之间独立，第一传输线421和第二传输线422相互之间分离等，本技术实施例对名称不作限定。
45.至少一个反射器44经由开关k电连接至接地板gnd。开关k的通断使得至少一个反射器44生效或失效。例如，当开关k闭合时，该天线为定向天线；当开关k断开时，该天线为全向天线。或者，当开关k闭合时，该天线为全向天线；当开关k断开时，该天线为定向天线。
46.第一传输线421和第二传输线421可以与接地板gnd位于不同层，中间通过绝缘介质隔开；或者，第一传输线421和第二传输线421可以与接地板gnd位于同一层，并且在分支传输线42(第一传输线421和第二传输线421)与接地板gnd之间开槽，形成共面波导。
47.本技术实施例对于第一传输线421和第二传输线422的材质也不作限定，例如，第一传输线421和第二传输线422可以为金属传输线、微带线或者共面波导等。
48.本技术实施例对于第一传输线421和第二传输线422的形状也不限定，例如，第一传输线421或第二传输线422可以是曲线、直线或者波浪线等。
49.本技术实施例对于第一传输线421和第二传输线422的位置关系也不限定，例如，第一传输线421和第二传输线422可以互相平行或者不平行。互相平行的传输线中的差模电流被抵消的效果更好。
50.本技术实施例对于第一传输线421和第二传输线422的相对长度也不限定，例如，第一传输线421或第二传输线422的长度可以相同或不同。
51.本技术实施例对于第一辐射臂411和第二辐射臂412的空间结构也不作限定，例如，第一辐射臂411和第二辐射臂412的空间结构可以对称或者不对称；第一辐射臂411和第二辐射臂412的形状可以相同或不同，长度可以相同或不同等。
52.本技术实施例对于至少一个反射器44的数量、空间结构以及与第一天线振子41的相对位置也不作限定，例如，数量可以是一个、两个或更多个，空间结构(例如形状、长度等)可以相同或不同，与第一天线振子41中心间距可以相同或不同等。
53.第一传输线421的长度和第二传输线422的长度小于目标导波波长的二分之一，特别地，第一传输线421长度可以为目标导波波长的四分之一，且第二传输线422的长度也为目标导波波长的四分之一。其中，目标导波波长指天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长。
54.例如，对于第一传输线421的长度为目标导波波长的四分之一，且第二传输线422的长度也为目标导波波长的四分之一。差模电流是正弦波，如图5所示，假设第一天线振子所触发的差模电流按照图示方向先流经第二传输线422后流经第一传输线421。在长度为目标导波波长λ的四分之一的第二传输线422中，差模电流的幅值遵循正弦波的四分之一周期的规律逐渐上升。在长度为目标导波波长λ的四分之一的第一传输线421中，差模电流的幅值遵循正弦波的下一个四分之一周期的规律逐渐下降。即差模电流在第一传输线421和第二传输线422的振荡方向相反，振荡幅值相同，对电磁波的影响相互能够抵消，即对天线辐射的定向性的影响相互能够抵消。
55.例如，对于第一传输线421和第二传输线422的长度均为目标导波波长的二分之一，如图6所示，假设第一天线振子所触发的差模电流按照图示方向先流经第二传输线422后流经第一传输线421。在长度为目标导波波长λ的二分之一的第二传输线422中，差模电流的幅值遵循正弦波的二分之一周期的规律逐渐上升然后逐渐下降。在长度为目标导波波长λ的二分之一的第一传输线421中，差模电流的幅值遵循正弦波的下一个二分之一周期的规律也是逐渐上升然后逐渐下降，但是差模电流在第一传输线421和第二传输线422的振荡方向相同，对电磁波的影响无法相互抵销，无法改善差模电流对天线辐射的定向性的影响。
56.对于第一传输线421和第二传输线422的长度采用小于目标导波波长的二分之一的其他值，差模电流在第一传输线421和第二传输线422的振荡方向部分相同部分相反，振
荡方向相反的部分对电磁波的影响相互部分抵销，即对天线辐射的定向性的影响相互部分抵消，以此来降低天线的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
57.可选的，如图7所示，与图4所示的天线相比，该天线还可以包括第二天线振子，第二天线振子包括第三辐射臂451和第四辐射臂452。第二天线振子电连接至接地板gnd。
58.如果两个天线阵子的工作频段相同，目标导波波长指任意一个天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长。
59.如果两个天线阵子的工作频段不同，第一天线振子41和第二天线振子即为双频振子，该天线即为双频天线。例如，第一天线振子41工作在第一频段(例如2g频段)，通过馈电点43输入导波来主动激励电磁波，或者，将接收的电磁波转换为导波并馈送给馈电点43。第二天线振子工作在第二频段(例如5g频段)，其通过与第一天线振子41耦合来激励电磁波或接收电磁波。本技术实施例的天线还可以包括更多振子，从而形成多频天线。
60.此时，目标导波波长可以指其中一个天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长。例如，目标导波波长可以指第一天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长，则该天线可以对第一天线振子的工作频段的差模电流进行抑制，降低第一天线振子的工作频段的差模电流对天线辐射的定向性的影响。或者，目标导波波长可以指第二天线振子的工作频段的电磁波在分支传输线中传输时的导波波长，则该天线可以对第二天线振子的工作频段的差模电流进行抑制，降低第二天线振子的工作频段的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
61.例如，如图8所示，为图7所示天线的水平方向图，相对于图3所示的水平方向图，在-120度至150度范围内，5.55ghz的频点的定向性大大改善，与5.15ghz的频点和5.85ghz的频点的定向性差别不大。
62.如图9所示，本技术实施例提供了一种无线设备90，包括射频电路901和天线902，射频电路901与天线902的馈电点电连接。该天线902可以为前文涉及的天线，射频电路901通过天线902收发电磁波。
63.综上所述，本技术实施例提供的天线和无线设备，当天线中的天线振子的差模电流起振时，差模电流在两条传输线中传输时的振荡方向相反或部分相反，对电磁波的影响相互抵消或部分抵消，以此来降低天线的差模电流对天线辐射的定向性的影响。
64.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。