专利名称：具有仿生外形的宽频带高增益天线和具有它的天线组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种具有仿生外形的宽频带高增益天线和具有它的天线组件。
背景技术：
随着现代LTE、3G等通信技术的发展，对天线性能的要求越来越高，例如要求宽频带，能够同时涵盖2G、3G和4G的工作频率，同时具有较高的增益，天线的辐射方向图也需要有效控制。美国专利US6259416B1公开了一种缝隙环状结构结合的天线，该天线具有相对较高的增益和相对较宽的频带特性，但是，该天线不能有效、自由地控制纵向的辐射且横向波束也无法调节，能量利用率低，例如无法满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种波束可控的、宽频带、高增益的天线。本发明的另一个目的在于提出一种具有所述天线的天线组件。根据本发明第一方面实施例的天线，包括:第一和第二天线单元，所述第一和第二天线单元中的每一个天线单元均包括第一天线部件和第二天线部件，所述第一天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘，所述第二天线部件与所述第一天线部件耦合，所述第一和第二天线单元彼此对称地布置；和馈电部件，所述馈电部件分别与所述第一和第二天线单元的第一天线部件耦合，用于向所述第一和第二天线单元的第一天线部件馈电。根据本发明实施例的天线，通过设置第一天线单元和第二天线单元，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。另外，根据本发明上述实施例的天线还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例，所述第一和第二天线单元中的每一个天线单元均一体形成。根据本发明的一个实施例，所述第一单元的第一天线部件和所述第二天线单元的第一天线部件一体形成。优选地，所述第一天线单元的第一天线部件的缝隙与所述第二天线单元的第一天线部件的缝隙彼此连通且一体形成。根据本发明的一个实施例，所述第一和第二天线单元均为平板状。可选地，所述第一和第二天线单元沿所述天线的纵向或横向至少折弯一次以便所述天线具有非平面结构。这样，通过一次或多次折叠，使第一天线单元和第二天线单元在折叠方向上可改变辐射口径大小，改变增益方向，提高增益水平，控制波瓣宽度。
根据本发明的一个实施例，所述第一天线单元相对于所述第二天线单元可转动。由此可调整第一天线单元和第二天线单元的开合度，从而实现天线的波束离合控制，调整天线辐射范围。根据本发明实施例的天线，可通过改变各天线单元中第一和第二天线部件的结构、形状、尺寸以及相对位置，由此可使本发明所述定向天线的纵向波束自由可控，实现宽频带、高增益。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第二天线部件为两个，所述两个第二天线部件中的一个与所述每一个天线单元的第一天线部件的第一侧耦合，所述两个第二天线部件中的另一个与所述每一个天线单元的第一天线部件的与所述第一侧相对的第二侧耦合。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第一天线部件具有横向中心线，所述每一个天线单元的两个第二天线部件相对于所述每一个天线单元的第一天线部件的横向中心线彼此对称。这样，通过利用射频信号在两个第二天线部件之间产生的耦合，可以提闻整体天线效率。在本发明的一个实施例中，所述槽缝具有开口，所述馈电部件在所述开口处与所述每一个天线单元的第一天线部件耦合。可选地，所述开口位于所述每一个天线单元的第一天线部件的第一端，所述每一个天线单元的第一天线部件在与所述开口相对的第二端具有向外突出的弧形凸起。在本发明的一个实施例中，所述槽缝为矩形、椭圆形或三角形。在本发明的一个实施例中，所述第一天线部件和所述第二天线部件均为板状。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第二天线部件与该天线单元的第一天线部件直接相连。在本发明的另一个实施例中，所述馈电部件与所述第一和第二天线单元的第一天线部件直接相连。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第二天线部件为三角形或矩形。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第二天线部件为梳状。可选地，所述梳状的第二天线部件的梳齿在所述第一天线部件的横向上的尺寸相等且沿所述第一天线部件的横向等间距间隔开。可选地，所述梳状的第二天线部件的梳齿在所述第一天线部件的纵向上的尺寸沿所述第一天线部件的横向从两侧朝向中间逐渐增大。由此，通过调节梳状的第二天线部件的梳齿的横向尺寸和纵向尺寸，可实现在不同频率的波束控制。在本发明的一个实施例中，所述每一个天线单元的第二天线部件包括连接天线部和耦合天线部，所述连接天线部与该天线单元的第一天线部件耦合，所述耦合天线部与所述连接天线部f禹合。由此，通过利用射频信号在连接天线部和耦合天线部之间产生的耦合，可以提高整体的天线效率。另外，可使连接天线部在高频工作，而与耦合天线部耦合后在低频工作，从而可实现天线单元的多频段调节。
在本发明的一个实施例中，所述连接天线部与所述第一天线部件直接相连,所述耦合天线部与所述连接天线部间隔开。在本发明的一个实施例中，所述连接天线部和所述耦合天线部位于不同的平面内。在本发明的一个实施例中，所述连接天线部与所述耦合天线部均为梳状，所述连接天线部的每个梳齿分别插入到所述耦合天线部的相邻梳齿之间，所述连接天线部的每个梳齿与所述耦合天线部间隔开。根据本发明实施例的天线单元，槽缝内部激励有电磁场，形成缝隙天线，槽缝结合环状结构本身可以实现宽频带、高增益，同时，通过优化组合第一天线部件和第二天线部件，尤其是增加第二天线部件，可控制天线纵向辐射，减少不必要方向的能量辐射，使有效能量集中到有效方向，提高纵向波束的灵活性。根据本发明第二方面实施例的一种天线组件，包括:根据本发明第一方面实施例的天线；和多级反射板，所述多级反射板包括多个子反射板，所述多个子反射板分别与所述天线面对，所述多个子反射板距离参考平面具有多个直线距离值，所述参考平面为正交于所述分级反射板与所述天线彼此面对的方向的平面。优选地，每个所述子反射板均为平板。根据本发明的天线组件，通过采用上述实施例中的天线，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，另外，通过设置多级反射板，减小了天线组件的体积，提高了天线组件的前后比特性和定向性。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本发明第一实施例的天线中天线单元的示意图；图2是根据本发明第二实施例的天线中天线单元的示意图；图3是根据本发明第三实施例的天线中天线单元的示意图；图4-图6是根据本发明第四实施例的天线中天线单元的多个示例的示意图；图7-图8是根据本发明第五实施例的天线中天线单元的多个示例的示意图；图9a、9b是根据本发明第六实施例的天线中天线单元的示意图；图10是根据本发明第七实施例的天线中天线单元的示意图；图11是根据本发明第八实施例的天线中天线单元的示意图；图12是根据本发明第九实施例的天线中天线单元的示意图；图13-图15是根据本发明第十实施例的天线中天线单元的多个示例的示意图；图16-图19是根据本发明第十一实施例的天线中天线单元的多个示例的示意图；图20是是根据本发明第十二实施例的天线中天线单元的示意图；图21是根据本发明实施例的天线不同频点增益图22是根据本发明一个实施例的天线的示意图；图23是根据本发明另一个实施例的天线的示意图；图24是根据本发明再一个实施例的天线的示意图；图25是根据本发明又一个实施例的天线的示意图；图26是根据本发明实施例的天线组件的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，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，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。下面参考图22-图25描述根据本发明实施例的天线，根据本发明实施例的天线，包括:第一天线单元和第二天线单元，和馈电部件200。如图22-25所示，第一天线单元和第二天线单元中的每一个天线单元100均包括第一天线部件I和第二天线部件2，第一天线部件I具有环状结构，环状结构内具有槽缝11，环状结构具有外周缘12和由槽缝11限定出的内周缘13，第二天线部件2与第一天线部件I耦合。可选地，第一天线单元和第二天线单元中的每一个天线单元100均一体形成。第一天线单元和第二天线单元彼此对称地布置。其中第一天线单元和第二天线单元中的每一个天线单元100的结构将在后面详细描述。馈电部件200分别与第一天线单元和第二天线单元的第一天线部件I耦合，用于向第一天线单元和第二天线单元的第一天线部件I馈电。根据本发明实施例的天线，通过设置第一天线单元和第二天线单元，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线，例如LTE天线的要求。根据本发明实施例的天线，第一天线单元和第二天线单元彼此对称地布置，因此，具有类似于蝴蝶、蜻蜓的形状，由此也可以称为具有仿生外形的宽频带高增益天线。如图22-25中所示，根据本发明的一些实施例，第一单元的第一天线部件I和第二天线单元的第一天线部件I一体形成。进一步地，第一天线单元的第一天线部件I的槽缝与第二天线单元的第一天线部件I的槽缝彼此连通且一体形成。在本发明的一个可选实施例中，第一天线单元和第二天线单元均为平板状，如图22-25中所示。进一步可选地,第一天线单元和第二天线单元沿天线的纵向或横向至少折弯一次以便天线具有非平面结构(图未示出)。这样，通过一次或多次折叠，使第一天线单元和第二天线单元在折叠方向上可改变辐射口径大小，改变增益方向，提高增益水平，控制波瓣宽度。在本发明的一些实施例中，第一天线单元相对于第二天线单元可转动。由此可调整第一天线单元和第二天线单元的开合度，从而实现天线的波束离合控制，调整天线辐射范围。根据本发明实施例的天线，可通过改变各天线单元中第一和第二天线部件的结构、形状、尺寸以及相对位置，如图22-25中任一项所示，由此可使本发明所述定向天线的纵向波束自由可控，实现宽频带、高增益。下面将参考图1-图20描述根据本发明实施例的天线中第一和第二天线单元中每一个天线单元100的结构。根据本发明实施例的天线单元100包括第一天线部件I和第二天线部件2。如图1所示，第一天线部件I具有横向中心线X-X (例如图1和图2中的左右水平方向)和纵向中心线Y-Y (例如图1和图2中的上下竖直方向)。第一天线部件I具有环状结构，环状结构内具有槽缝11，环状结构具有外周缘12和由槽缝11限定出的内周缘13。夕卜周缘12可为直线图形、曲线图形或直曲混合图形，如图1-图20中所示，第一天线部件I的外周缘12可形成为矩形，当然本发明并不限于此，第一天线部件I的外周缘12还可以形成为椭圆、多于四边的多边形等。根据本发明实施例的天线单元100，通过设置第二天线部件2，可以控制天线在纵向上的辐射，减少在其他方向上的辐射，使有效能量集中到有效方向，实现波束控制，提高天线效率。根据本发明实施例的天线单元100，第一天线部件I可以称为环状和缝隙天线部件，第二天线部件2可以构成为振子天线部件，从而根据本发明实施例的天线单元100集成了环状天线部件、缝隙天线部件和振子天线部件，并且体积小，波束控制容易实现，天线效
率提高。如图2-图6所示，根据本发明的一些实施例，第二天线部件2为两个，两个第二天线部件2中的一个2a与第一天线部件I的第一侧(如图2-图6中的上侧)耦合且两个第二天线部件2中的另一个2b与第一天线部件I的与第一侧相对的第二侧(如图2-图6中的下侧)耦合。可选地，第二天线部件2与第一天线部件I直接相连，也就是说，通过物理连接方式进行连接。当然，第二天线部件2与第一天线部件I也可以通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行连接，图未示出。需要说明的是，上面所述的“耦合”可以是第二天线部件2与第一天线部件I的第一侧或第二侧的至少一部分耦合。优选地，如图2-图6所示，第一天线部件I具有横向中心线14，两个第二天线部件2相对于第一天线部件I的横向中心线14彼此对称。这样，通过利用射频信号在两个第二天线部件2之间产生的耦合，可以提高整体天线效率。如图1-图20所示，槽缝11具有开口 111，馈电部件200在开口 111处与第一天线部件I耦合。具体地，开口 111位于第一天线部件I的第一端(例如图1-图20中的右端)，第一天线部件I在与开口 111相对的第二端(例如图1-图20中的左端)具有向外突出的弧形凸起15。可选地，馈电部件200与第一天线部件I直接相连，也就是说，通过物理连接方式进行连接。当然，馈电部件200与第一天线部件I也可以通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行连接，图未示出。可选地，槽缝11为矩形、椭圆形或三角形，且槽缝11的横向中心线与第一天线部件I的横向中心线重合。也就是说，第一天线部件I的内周缘13可形成为矩形、椭圆形或三角形。例如，如图1-图6、图10-11中，槽缝11形成为矩形，且槽缝11与开口 111之间具有成锥形的过渡段112。而在图7-8、图13、图17-图18的示例中，槽缝11形成为三角形，三角形的其中一角正对开口 111且与开口 111之间可通过矩形的过渡段112连接。在图14-图16的示例中，槽缝11形成为椭圆形，且该椭圆形的沿长轴方向的一端正对开口 111且与开口 111之间可通过矩形段112连接。当然，本发明并不限于此，在本发明的其他示例中，槽缝11还可以为其他形状，图未示出。在本发明的一些实施例中，第一天线部件I和第二天线部件2均为板状。可选地，如图1-图6所示，第一天线部件I和第二天线部件2位于同一平面内，优选地，第一天线部件I和第二天线部件2可以由金属板或金属片一体形成。进一步可选地，如图7和图8所示，第一天线部件I与第二天线部件2位于不同的平面内且间隔预定距离。由此，通过调整第一天线部件I与第二天线部件2所在平面的相对位置，使得第一天线部件I与第二天线部件2之间的耦合度发生改变，从而可以方便地调节天线单元的性能。另外，虽然图7和图8中示出了第二天线部件2的形状和位置，然而，本领域内普通技术人员可以理解，第二天线部件2的形状还可为各种形状，这将在下面详细描述。同时，虽然图8中所示的第二天线部件2位于第一天线部件I的下方左侧，但本发明并不限于此，本领域内普通技术人员可以理解，第二天线部件2还可以位于第一天线部件I的上方，而且第二天线部件2可位于第一天线部件I从左侧到右侧之间的任意位置。根据本发明的一些可选实施例，天线单元100绕纵向或横向至少折弯一次。例如如图9a和9b所示的示例中，天线单元100绕其纵向中心线Y-Y弯折一次以形成非平面天线单元。当然，在本发明的另一个示例中，天线单元100绕平行于纵向中心线Y-Y的弯折线(图未示出)可以弯折多次。而在本发明的其他示例中，天线单元100还可以绕其横向中心线X-X弯折一次或多次。通过一次或多次折叠，使天线单元100在折叠方向上可改变辐射口径大小，改变增益方向，提高增益水平，控制波瓣宽度。可以理解的是，虽然图9a中所示的两个第二天线部件2的其中一个2a和另一个2b分别与其连接的第一天线部件I在同一平面上，但在本发明的其他实施例中，它们可以不在同一平面，也就是说，可将如图7和图8所示的天线单元100进行弯折。在本发明的一些实施例中，第二天线部件2为三角形或矩形。如图2的示例中，第二天线部件2均形成为类似三角形的形状，具体地，第二天线部件2的长边与第一天线部件I平行且邻接，而另外两边形成为弧形线段，且相交于一尖端。另外，如图3-图6的示例中，第二天线部件2均形成为矩形形状，此时，形成为第二天线部件2的矩形的长边与第一天线部件I的第一(或第二)侧平行且邻接，如图3所示。当然，本发明并不限于此，在如图4-图6所示的示例中，也可以是形成为第二天线部件2的矩形的短边与第一天线部件I的第一侧或第二侧平行且邻接，此时第二天线部件2可位于从第一天线部件I的左侧到右侧之间的任何位置，如图4-6所示。如图13-15所示，在本发明的另一些实施例中，第二天线部件2为梳状。在一些可选的示例中，如图13和图14所示，梳状的第二天线部件2的梳齿20在第一天线部件I的横向上的尺寸相等且沿第一天线部件I的横向等间距间隔开。可选地，第二天线部件2的每个梳齿的沿横向的宽度可分别相等，且梳齿之间横向等间距也相等。例如图13所示。然而，如图14所示，第二天线部件2的每个梳齿的沿横向的宽度可彼此不相等，例如可沿第一天线部件I的横向方向、第二天线部件2的梳齿的宽度逐渐增大或逐渐减小，进一步可选地，第二天线部件2的梳齿之间横向等间距也可逐渐增大(图未示出)或逐渐减小(如图14所示)，或者彼此不等且没有规律。可理解的是，第二天线部件2的梳齿的横向上的尺寸和横向等间距可随具体设计而不同，在此不再详细限定。在另一个可选的示例中，如图15所示，梳状的第二天线部件2的梳齿20在第一天线部件I的纵向上的尺寸沿第一天线部件I的横向从两侧朝向中间逐渐增大。由此，通过调节梳状的第二天线部件2的梳齿20的横向尺寸和纵向尺寸，可实现在不同频率的波束控制。可以理解的是，虽然图2-图6、图13-图15中给出的示例中示出了两个第二天线部件2，且形状确定，但本领域内普通技术人员可以理解，第二天线部件2的数量和形状以类似的原理进行改变。如图10-11、图16-图19中所示，第二天线部件2包括连接天线部21和耦合天线部22，连接天线部21与第一天线部件I耦合，耦合天线部22与连接天线部21耦合。可选地，连接天线部21与第一天线部件I直接相连，耦合天线部22与连接天线部22间隔开，例如通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行耦合。具体地，例如，图10和图17示出了包括一个第二天线部件2的天线单元100，第二天线部件2包括连接天线部21和耦合天线部22。图12示出了包括两个第二天线部件2的天线单元100。图16、图18-图20示出了包括两个第二天线部件2的天线单元100，两个第二天线部件2a、2b分别包括两部分，具体地，其中一个第二天线部件2a包括连接天线部21a和耦合天线部22a，另一个第二天线部件2b包括连接天线部21b和耦合天线部22b。可选地，如图12和图20所示，连接天线部21和耦合天线部22可以位于不同的平面内。在本发明的一个具体实施例中，连接天线部21与耦合天线部22均为梳状，连接天线部21的每个梳齿分别插入到耦合天线部22的相邻梳齿之间，连接天线部21的每个梳齿与耦合天线部22间隔开，如图16-20所示。根据本发明实施例的天线单元100，槽缝11内部可以激励有电磁场，形成缝隙天线，槽缝11结合环状结构本身可以实现宽频带、高增益，同时，通过优化组合第一天线部件I和第二天线部件2，尤其是增加了第二天线部件2，可控制天线纵向辐射，减少不必要方向的能量辐射，使有效能量集中到有效方向，提高纵向波束的灵活性。
下面将参考图1-图20具体描述根据本发明多个实施例的天线单元100。实施例一，如图1所示，本实施例中的天线单元100包括:第一天线部件1、一个第二天线部件2和馈电部件200，第一天线部件I的环状结构内具有形成为矩形形状的槽缝11，且槽缝11与开口 111之间具有成锥形的过渡段112。第二天线部件2形成为类似三角形的形状，具体地，第二天线部件2的长边与第一天线部件I平行且邻接，而另外两边形成为弧形线段，且相交于一尖端。实施例二，如图2所示，根据本实施例的天线单元100与实施例一中的天线单元100的结构大致相同，不同之处仅在于，本实施例中的天线单元100包括两个第二天线部件2。两个第二天线部件2中的一个2a与第一天线部件I的第一侧(如图2-图6中的上侧)通过直接连接的方式耦合，且两个第二天线部件2中的另一个2b与第一天线部件I的与第一侧相对的第二侧(如图2-图6中的下侧)通过直接连接的方式耦合。实施例三，如图3所示，根据本实施例的天线单元100与实施例二中的天线单元100的结构大致相同，不同之处仅在于，本实施例中的天线单元100的两个第二天线部件2均形成为矩形形状，此时，形成为第二天线部件2的矩形的长边与第一天线部件I的第一(或第二)侧平行且邻接。实施例四，如图3-图6所示，根据本实施例的天线单元100与实施例三中的天线单元100的结构大致相同，不同之处仅在于，本实施例中的天线单元100中的形成为第二天线部件2的矩形的短边与第一天线部件I的第一侧(如图中的上侧)或第二侧(如图中的下侧)平行且邻接，此时第二天线部件2可位于从第一天线部件I的左侧到右侧之间的任何位置，如图4-6所示。实施例五，如图7和图8所示，根据本实施例的天线单元100与实施例四中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于，本实施例中的天线单元100中第一天线部件I与第二天线部件2位于不同的平面内且间隔预定距离，具体地，第二天线部件2位于第一天线部件I的下方，且相对于第一天线部件I位于从左侧到右侧之间的任意位置。实施例六，如图9a和9b所示，根据本实施例的天线单元100与实施例二中的天线单元100的结构大致相同，不同之处仅在于，天线单元100绕其纵向中心线Y-Y弯折一次以形成非平面天线单元。实施例七，如图10所示，根据本实施例的天线单元100与实施例一中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:第一、第二天线部件2形成为矩形形状，且形成为第二天线部件2的矩形的短边与第一天线部件I的第一侧(如图中的上侧)平行且邻接。第二、第二天线部件2包括连接天线部21和耦合天线部22，连接天线部21与第一天线部件I耦合，耦合天线部22与连接天线部21耦合。可选地，连接天线部21与第一天线部件I直接相连，耦合天线部22与连接天线部22间隔开，例如通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行耦合，而且其中接天线部21和耦合天线部22位于不同的平面内。实施例八，如图11所示，根据本实施例的天线单元100与实施例二中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:两个第二天线部件2a、2b分别包括两部分，具体地，其中一个第二天线部件2a包括连接天线部21a和稱合天线部22a,另一个第二天线部件2b包括连接天线部21b和耦合天线部22b。实施例九，如图12所示，根 据本实施例的天线单元100与实施例二中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:其中一个第二天线部件2a可包括连接天线部21和耦合天线部22，而另一个第二天线部件2b整体形成，且连接天线部21和耦合天线部22还位于不同的平面内。实施例十，如图13-15所示，根据本实施例的天线单元100与实施例二中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:第二天线部件2为梳状。如图13所示的示例中，梳状的第二天线部件2的梳齿20在第一天线部件I的横向上的尺寸相等且沿第一天线部件I的横向等间距间隔开，其中第二天线部件2的每个梳齿的沿横向的宽度可分别相等，且梳齿之间横向等间距也相等。如图14所示的示例中，梳状的第二天线部件2的梳齿20在第一天线部件I的横向上的尺寸相等且沿第一天线部件I的横向等间距间隔开，其中第二天线部件2的每个梳齿的沿横向的宽度可彼此不相等，具体地，可沿第一天线部件I的横向方向、第二天线部件2的梳齿的宽度逐渐减小，而且第二天线部件2的梳齿之间横向等间距也可逐渐减小。如图15所示的示例中，梳状的第二天线部件2的梳齿20在第一天线部件I的纵向上的尺寸沿第一天线部件I的横向从两侧朝向中间逐渐增大。实施例1^一，如图16-19所示，根据本实施例的天线单元100与实施例十中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:每个第二天线部件2分别包括连接天线部21和耦合天线部22,连接天线部21与第一天线部件I通过直接相连的方式稱合，稱合天线部22与连接天线部21通过包括但不限于电容耦合或电感耦合的耦合方式进行耦合。其中连接天线部21与耦合天线部22均为梳状，连接天线部21的每个梳齿分别插入到耦合天线部22的相邻梳齿之间，连接天线部21的每个梳齿与耦合天线部22间隔开。实施例十二，如图20所示，根据本实施例的天线单元100与实施例1^一中的天线单元100的结构大致相同，不同之处在于:两个第二天线部件2a、2b的连接天线部21a、21b和耦合天线部22a、22b分别位于不同的平面内。虽然上面描述了天线单元100的一些示例性的形状，然而，本领域内普通技术人员可以理解，天线单元100中第一天线部件I的形状发生变化、第二天线部件2的数量、形状、与第一天线部件I的相对位置等特征发生变化等均属于本专利申请保护范围，在此不再详细依次说明。根据本发明实施例的天线单元，通过改变各天线部件的结构、形状、尺寸以及相对位置，使本发明所述定向天线的纵向波束自由可控，实现宽频带、高增益，如图21所示。下面参考图26描述根据本发明实施例的天线组件。根据本发明实施的天线组件包括天线400和多级反射板300，天线400可以为根据本发明上述实施例所述的天线，多级反射板300包括多个子反射板300A-300E，多个子反射板300A-300E距离参考平面P具有多个直线距离值，参考平面P为正交于多级反射板300与天线400彼此面对的方向的平面。换言之，多个子反射板300A-300E分别与天线400面对，多个子反射板300A-300E在多级反射板300与天线400彼此面对的方向上以及在与所述面对方向正交的方向上错开。多个子反射板300A-300E距离参考平面P具有多个直线距离值是指多级反射板300为非平面性结构，例如可以为分段、分层结构，也可以为曲线形结构，但不限于此。优选地，每个所述子反射板均为平板。当然，本发明并不限于此，多级反射板300还可以为其他类型的曲线形板，例如为单个波浪形板、或者多个弧形板，要可以满足可形成对应于不同频段的、距离参考平面P的不同直线距离值即可。本领域的技术人员可以理解的是，参考平面P是一个虚拟的平面，图26中示出了参考平面P位于辐射部件I与多级反射板2之间，但并不限于此。根据本发明的天线组件，通过采用上述实施例中的天线，实现了波束可控、宽频带、高增益，该天线保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，另外，通过设置多级反射板，减小了天线组件的体积，提高了天线组件的前后比特性和定向性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种天线，其特征在于，包括: 第一和第二天线单元，所述第一和第二天线单元中的每一个天线单元均包括第一天线部件和第二天线部件，所述第一天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘，所述第二天线部件与所述第一天线部件耦合，所述第一和第二天线单元彼此对称地布置；和 馈电部件，所述馈电部件分别与所述第一和第二天线单元的第一天线部件耦合，用于向所述第一和第二天线单元的第一天线部件馈电。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一和第二天线单元中的每一个天线单元均一体形成。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一单元的第一天线部件和所述第二天线单元的第一天线部件一体形成。
4.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一天线单元的第一天线部件的缝隙与所述第二天线单元的第一天线部件的缝隙彼此连通且一体形成。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一和第二天线单元均为平板状。
6.根据权利要求5所述的天 线，其特征在于，所述第一和第二天线单元沿所述天线的纵向或横向至少折弯一次以便所述天线具有非平面结构。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的天线，其特征在于，所述第一天线单元相对于所述第二天线单元可转动。
8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第二天线部件为两个，所述两个第二天线部件中的一个与所述每一个天线单元的第一天线部件的第一侧耦合，所述两个第二天线部件中的另一个与所述每一个天线单元的第一天线部件的与所述第一侧相对的第二侧耦合。
9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第一天线部件具有横向中心线，所述每一个天线单元的两个第二天线部件相对于所述每一个天线单元的第一天线部件的横向中心线彼此对称。
10.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述槽缝具有开口，所述馈电部件在所述开口处与所述每一个天线单元的第一天线部件耦合。
11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述开口位于所述每一个天线单元的第一天线部件的第一端，所述每一个天线单元的第一天线部件在与所述开口相对的第二端具有向外突出的弧形凸起。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的天线，其特征在于，所述槽缝为矩形、椭圆形或三角形。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第二天线部件与该天线单元的第一天线部件直接相连。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的天线，其特征在于，所述馈电部件与所述第一和第二天线单元的第一天线部件直接相连。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第二天线部件为三角形或矩形。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第二天线部件为梳状。
17.根据权利要求15所述的天线，其特征在于，所述梳状的第二天线部件的梳齿在所述第一天线部件的横向上的尺寸相等且沿所述第一天线部件的横向等间距间隔开。
18.根据权利要求15所述的天线，其特征在于，所述梳状的第二天线部件的梳齿在所述第一天线部件的纵向上的尺寸沿所述第一天线部件的横向从两侧朝向中间逐渐增大。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的天线，其特征在于，所述每一个天线单元的第二天线部件包括连接天线部和耦合天线部，所述连接天线部与该天线单元的第一天线部件率禹合，所述稱合天线部与所述连接天线部f禹合。
20.根据权利要求19所述的天线，其特征在于，所述连接天线部与所述第一天线部件直接相连，所述耦合天线部与所述连接天线部间隔开。
21.根据权利要求19所述的天线,其特征在于,所述连接天线部与所述稱合天线部均为梳状，所述连接天线部的每个梳齿分别插入到所述耦合天线部的相邻梳齿之间，所述连接天线部的每个梳齿与所述耦合天线部间隔开。
22.—种天线组件，其特征在于，包括: 如权利要求1-21中任一项所述的天线；和 多级反射板，所述多级反射板包括多个子反射板，所述多个子反射板分别与所述天线面对，所述多个子反射板距离参考平面具有多个直线距离值，所述参考平面为正交于所述分级反射板与所述天线彼此面对的方向的平面。
23.根据权利要求22所述的天线组件，其特征在于，每个所述子反射板均为平板。
全文摘要
本发明公开了一种天线，包括第一和第二天线单元，所述第一和第二天线单元中的每一个天线单元均包括第一天线部件和第二天线部件，所述第一天线部件具有环状结构，所述环状结构内具有槽缝，所述环状结构具有外周缘和由所述槽缝限定出的内周缘，所述第二天线部件与所述第一天线部件耦合，所述第一和第二天线单元彼此对称地布置；和馈电部件，所述馈电部件分别与所述第一和第二天线单元的第一天线部件耦合，用于向所述第一和第二天线单元的第一天线部件馈电。根据本发明的天线，实现了波束可控、宽频带、高增益，而且保证了有效能量的集中利用，极大提高了天线的辐射效率，从而可以满足现代通信技术对天线的要求。
文档编号H01Q1/36GK103165976SQ20131006717
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者漆一宏, 于伟, 谢乔治 申请人:珠海德百祺科技有限公司