具体实施方式

下面结合附图详细介绍本申请实施例提供的天线及通信设备。

本申请实施例提供了一种天线，如图1所示，该天线包括：叠加设置的水平极化天线01和垂直极化天线02。图2是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第一侧的俯视图，图3是本申请实施例提供的一种水平极化天线的第二侧的俯视图，如图1至图3所示，该水平极化天线01包括：基板011，至少一个辐射振子012，至少一条双面平行带线013以及位于该基板011第一侧的金属片014和同轴电缆015。其中，至少一个是指一个或多个，多个是指两个或两个以上。例如，图1至图3中示出了四个辐射振子012以及四条双面平行带线013。该第一侧是指该基板011远离垂直极化天线02的一侧。

在本申请实施例中，该水平极化天线01所包括的双面平行带线013的数量与辐射振子012的数量相等，每条双面平行带线013与一个辐射振子012连接。

结合图2和图3可以看出，每条双面平行带线013包括位于该基板011第一侧的导体0131，以及位于该基板011第二侧的导体0132。该导体0131和导体0132的形状相同，线宽也相同，即导体0131在基板011上的正投影与导体0132在基板011上的正投影重合。其中，该第二侧平行于第一侧，且该第二侧为该基板011靠近垂直极化天线02的一侧。

如图2所示，该金属片014与该双面平行带线013位于该第一侧的导体0131连接，且该金属片014的最大内切圆的直径d1大于该双面平行带线013的线宽w，即该金属片014的尺寸设计的较大。若该双面平行带线013各部分的线宽不一致，则该金属片014的最大内切圆的直径d1大于该双面平行带线013的最大线宽。

其中，若该金属片014在基板011上的正投影为圆形，则该金属片014的最大内切圆即为该圆形。若该金属片014在基板011上的正投影为椭圆，则该金属片014的最大内切圆为以该椭圆的中心为圆心，以该椭圆的短轴为半径形成的圆形。若该金属片014在基板011上的正投影为多边形，则该金属片014的最大内切圆是指位于该多边形内，且与该多边形的至少一条边相切的圆形中面积最大的圆形。

图4是本申请实施例提供的一种水平极化天线的局部结构示意图，图5是本申请实施例提供的一种水平极化天线的剖视图。参考图4和图5，该同轴电缆015的第一导体0151与该金属片014连接，例如，该第一导体0151可以与该金属片014焊接。该同轴电缆015的第二导体0152通过该基板011上的过孔0111与该双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。其中，该过孔0111可以为金属化孔。

在本申请实施例中，该同轴电缆015的第一导体0151是指内导体和外导体中的一个，第二导体0152是指该内导体和外导体中的另一个。并且，参考图4和图5，该同轴电缆015还包括位于该内导体和外导体之间的绝缘层0153，以及包覆该外导体的外护套(图4和图5中未示出)。

由于该金属片014和同轴电缆015均位于基板的第一侧，且该同轴电缆015的第一导体0151与该金属片014连接，因此该同轴电缆015位于金属片014所在区域的部分与该金属片014之间的距离较近，例如该同轴电缆015的外护套可以紧贴该金属片014。该金属片014对同轴电缆015上的感应电流起耦合作用，即金属片014中能产生耦合电流，该耦合电流能够抑制同轴电缆015的感应电流，从而降低同轴电缆015对垂直极化天线02的影响，即提高该水平极化天线01与垂直极化天线02之间的隔离度。

由于该金属片014还与该双面平行带线013位于基板011的第一侧的导体0131连接，因此该金属片014中产生的耦合电流的幅度和相位，与天线的工作频率、金属片014的尺寸以及该双面平行带线013的长度有关。在本申请实施例中，可以在确定水平极化天线01的工作频率以及该双面平行带线013的长度后，通过合理设计金属片014的尺寸，以确保在该天线的工作频率的各个频点，该水平极化天线01与垂直极化天线02之间的隔离度均能满足隔离度要求。

综上所述，本申请实施例提供了一种天线，该天线包括水平极化天线和垂直极化天线，该水平极化天线包括金属片，该金属片能够分别与水平极化天线中的双面平行带线以及同轴电缆的第一导体连接。由于该金属片的最大内切圆的直径大于该双面平行带线的线宽，且金属片和同轴电缆均位于基板的第一侧，因此该金属片能够有效抑制该同轴电缆中的感应电流，从而可以降低该感应电流对垂直极化天线的影响。本申请实施例提供的方案可以在避免增加天线整体高度的前提下，有效提高该水平极化天线与垂直极化天线之间的隔离度。

在本申请实施例中，每个辐射振子012为双面印刷的辐射振子，参考图2至图4可以看出，每个辐射振子012包括位于该基板011的第一侧的第一振臂0121，以及位于该基板011的第二侧的第二振臂0122。其中，该第一振臂0121与双面平行带线013中位于该基板011第一侧的导体0131连接，该第二振臂0122与双面平行带线013中位于该基板011第二侧的导体0132连接。

相应的，该同轴电缆015即可通过该金属片015以及该双面平行带线013位于该第一侧的导体0131，为该辐射振子012中的第一振臂0121馈电，并可以通过该双面平行带线013位于该第二侧的导体0132，为该辐射振子012中的第二振臂0122馈电。

可选地，该金属片014的最大内切圆的直径为该水平极化天线01的工作频率的电磁波在该双面平行带线013中的波导波长的0.18倍至0.5倍。该直径范围可以确保在该天线的工作频率的各个频点，该金属片014中产生的耦合电流均能够有效抑制同轴电缆015中的感应电流，从而确保在该天线的工作频率的各个频点，该水平极化天线01与垂直极化天线02之间的隔离度均能满足隔离度要求。

其中，该波导波长是指该水平极化天线01工作时，该水平极化天线01的工作频率的电磁波在该双面平行带线013的介质中传输的波长。该波导波长与该水平极化天线01的工作(operating)频率(即电磁波的频率)、该双面平行带线013的线宽、基板011的介电常数及基板011的厚度有关。其中，该双面平行带线013的线宽对波导波长的影响相对较小，因此该双面平行带线013各部分的线宽差异对波导波长的影响可以忽略不计。

可选地，参考图3至图5，该水平极化天线01还可以包括：位于该基板011的第一侧的第一馈电点016，以及位于该基板011的第二侧的第二馈电点017。

该同轴电缆015的第二导体0152与该第一馈电点016连接，例如，第二导体0152与该第一馈电点016焊接。该第一馈电点016通过该过孔0111与该第二馈电点017连接，该第二馈电点017与该双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。也即是，该同轴电缆015的第二导体0152可以通过该第一馈电点016和第二馈电点017与双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。

通过设计位于第一侧的该第一馈电点016，以及位于第二侧的第二馈电点017，可以便于该同轴电缆015的第二导体0152与双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。

图6是本申请实施例提供的另一种水平极化天线的第一侧的结构示意图，结合图4和图6可以看出，该金属片014上有通孔0141，该水平极化天线01还可以包括位于该基板011的第一侧，且位于该通孔0141内的短截线018。该短截线018与该同轴线缆015的第二导体0152连接。该短截线018可以用于调节该水平极化天线01的阻抗。

在本申请实施例中，可以通过调节该短截线018的长度来调节该水平极化天线01的阻抗。例如，在设计该水平极化天线01时，可以在基板011上设计长度较长的短截线018。由于生产工艺等因素影响，每一批生产的水平极化天线01的阻抗可能不同。因此，按照设计生产出该水平极化天线01后，可以测试该水平极化天线01的阻抗。若测试出该水平极化天线01的阻抗不满足设计要求，则可以按照测试结果将这一批生产的水平极化天线01的该短截线018的长度调短，例如可以打磨掉短截线018的一部分，从而实现对该水平极化天线01的阻抗的灵活调节。

继续参考图4和图6，该第一馈电点016位于该通孔0141内，且该第一馈电点016和该短截线018为一体结构。该通孔0141的形状与该一体结构在该基板011上的正投影的形状可以相同，且该一体结构与该通孔0141之间存在间隙，即一体结构与该金属片014绝缘。

通过设计形状与该一体结构的形状相同的通孔，可以在确保一体结构能够设置在通孔内且与该金属片绝缘的前提下，避免增大该通孔的尺寸，确保该金属片能够有效抑制同轴电缆中的感应电流。

在本申请实施例中，如图7所示，该第一馈电点016与该通孔0141之间的距离d2，以及该短截线018与该通孔0141之间的距离d3均大于或等于0.1毫米，且小于或等于2毫米。

作为一种可选地实现方式，如图4和图5所示，该同轴电缆015的第一导体0151为该同轴电缆015的外导体，该同轴电缆015的第二导体0152为该同轴电缆015的内导体。也即是，该同轴电缆015的外导体通过该金属片014与双面平行带线013位于该第一侧的导体0131连接。该同轴电缆015的内导体通过第一馈电点016、过孔0111以及第二馈电点017与双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。

作为另一种可选地实现方式，如图8、图9和图10所示，该同轴电缆015的第一导体0151为该同轴电缆015的内导体，该同轴电缆015的第二导体0152为该同轴电缆015的外导体。也即是，该同轴电缆015的内导体通过该金属片014与双面平行带线013位于该第一侧的导体0131连接。该同轴电缆015的外导体通过第一馈电点016、过孔0111以及第二馈电点017与双面平行带线013位于该第二侧的导体0132连接。

在本申请实施例中，该金属片014可以为圆盘状，即该金属片014在基板011上的正投影为圆形。当然，该金属片014也可以为其他形状，例如该金属片014在基板011上的正投影可以为三角形或矩形等多边形。可选地，为了确保天线整体结构的对称性，该金属片014在基板011上的正投影可以为正多边形。例如可以为图7所示的正方形，该正方形的最大内切圆的直径d1大于大于该双面平行带线013的线宽。

可选地，如图3、图4、图6和图7所示，该第一馈电点016和该第二馈电点017可以均为圆盘状，即该第一馈电点016和该第二馈电点017在基板011上的正投影均为圆形。或者，该第一馈电点016和第二馈电点017也可以为其他形状。例如，参考图10，该第一馈电点016在基板011上的正投影也可以为矩形。并且，该第一馈电点016的最大内切圆的直径和该第二馈电点017的最大内切圆的直径均大于该过孔0111的直径。由此，可以确保该第一馈电点016和第二馈电点017能够通孔该过孔0111有效连接。

在本申请实施例中，该水平极化天线01所包括的至少一个辐射振子012的数量可以大于1。例如，该至少一个辐射振子012的数量可以大于或等于3。并且，该至少一个辐射振子012关于该金属片014的中心点成中心对称或轴对称。其中，该金属片014的中心点可以是指该金属片014的最大内切圆的圆心。

例如，如图1至图4所示，该水平极化天线可以包括4个辐射振子012，该4个辐射振子012关于该金属片014的中心点成中心对称。

在本申请实施例中，若该水平极化天线01包括的辐射振子012的数量为N(N为大于1的整数)，则该水平极化天线01也可以称为N振子天线。相应的，该水平极化天线01包括N条双面平行带线013，该N条双面平行带线013能够组成馈电网络，以将该同轴电缆015传输的能量传递至该N个辐射振子012，从而为该N个辐射振子012馈电。

由于该同轴电缆015传输的能量能够通过金属片014、第一馈电点016和第二馈电点017分别传递至N条双面平行带线013，因此该金属片014、第一馈电点016和第二馈电点017可以组成一个一分N功分器。该一分N功分器能够将同轴电缆015传输的能量分成N路，并分别传递至N条双面平行带线013。

在本申请实施例中，该每条双面平行带线013两端的线宽可以小于中间部分的线宽。例如，如图3所示，双面平行带线013用于连接辐射振子012的一端的线宽w1可以小于中间部分的线宽w3，且可以大于该双面平行带线013用于连接同轴线缆015的一端的线宽w2，即该双面平行带线013各部分的线宽满足：w3＞w1＞w2。

通过设计该双面平行带线013各部分的线宽，可以实现水平极化天线01的阻抗匹配。

在本申请实施例中，该每个辐射振子012可以为偶极子振子。参考图1至图3，以及图6，该偶极子振子012包括的第一振臂0121和第二振臂0122以双面平行带线013的轴线为轴对称排布，即该第一振臂0121和第二振臂0122的延伸方向相反。

当然，该辐射振子012也可以为其他类型的辐射振子，例如还可以为缝隙辐射振子，即该水平极化天线01可以为缝隙天线。

可选地，该垂直极化天线02可以为单级子天线。该水平极化天线01和垂直极化天线02的工作频段可以均为5吉赫兹(GHz)频段。

图11是本申请实施例提供的再一种水平极化天线第一侧的结构示意图，如图11所示，该水平极化天线01还可以包括：多个引向器019和多个反射器020，该多个引向器019和多个反射器020可以用于调节水平极化天线的方向图。该多个引向器019和多个反射器020均位于基板011的第一侧，且均匀排布在辐射振子012的周围。

例如，图11中示出了4个引向器019和4个反射器020。

本申请实施例还分别对传统方案(即未采用金属片的方案)以及本申请实施例提供的方案中，水平极化天线和垂直极化天线之间的隔离度进行了仿真。仿真参数如下：水平极化天线和垂直极化天线均工作在5G频段，双面平行带线013的长度为波导波长的0.48倍，金属片014为圆盘状且直径为波导波长的0.2倍。仿真结果如图12所示。图12中横轴为天线的频率，单位为GHz，纵轴为S21参数。该S21参数是指水平极化天线发射信号时，垂直极化天线接收到的信号功率与该水平极化天线发射的功率的比值。该S21参数取负即为该水平极化天线和垂直极化天线之间的隔离度。参考图12可以看出，在该水平极化天线和垂直极化天线工作在5G频段时，在该5G频段的不同频点处，水平极化天线和垂直极化天线之间的S21参数不同，即不同频点处，两个天线的隔离度不同。

其中，采用传统的馈电方案，水平极化天线和垂直极化天线之间的S21参数约小于等于-22.6分贝(dB)，即水平极化天线和垂直极化天线之间的最小隔离度约为22.6dB。而采用本申请实施例提供的方案，可以确保水平极化天线和垂直极化天线之间的S21参数小于或等于-26dB，即可以确保水平极化天线和垂直极化天线之间的隔离度大于或等于26dB。该水平极化天线和垂直极化天线之间的最小隔离度相比于传统方案提高了至少3dB。

综上所述，本申请实施例提供了一种天线，该天线包括水平极化天线和垂直极化天线，该水平极化天线包括金属片，该金属片能够分别与水平极化天线中的双面平行带线以及同轴电缆的第一导体连接。由于该金属片的最大内切圆的直径大于该双面平行带线的线宽，且金属片和同轴电缆均位于基板的第一侧，因此该金属片能够有效抑制该同轴电缆中的感应电流，从而可以降低该感应电流对垂直极化天线的影响。本申请实施例提供的方案可以在避免增加天线整体高度的前提下，有效提高该水平极化天线与垂直极化天线之间的隔离度。

本申请实施例还提供了一种通信设备，如图13所示，该通信设备包括：天线10和射频电路20。其中，该天线10为上述实施例提供的天线，例如可以为如图1至图11任一所示的天线。

如图13所示，该射频电路20可以与该天线10中的同轴电缆015连接，该射频电路20用于通过该同轴电缆015为该天线10中的水平极化天线01馈电。

可选地，如图1所示，该天线还可以包括金属板03，该金属板03为接地板。垂直极化天线02可以设置在该金属板03上。该同轴线缆015用于连接水平极化天线01的一端位于该基板011的第一侧，该同轴线缆015的另一端则弯折至金属板03的表面。并且，该同轴线缆015的另一端可以沿该金属板03的表面延伸，并与该射频电路20连接。

在本申请实施例中，该垂直极化天线02也与该射频电路20连接。例如，如图13所示，该垂直极化天线02也通过一条同轴电缆015与该射频电路20连接。或者，该天线10还可以包括印制在该金属板03上的传输线，该垂直极化天线02可以通过该传输线与该射频电路20连接。

可选地，该通信设备可以为AP或者基站。

综上所述，本申请实施例提供了一种通信设备，该通信设备包括天线。由于该天线中的水平极化天线和垂直极化天线能够在较小间距的前提下，实现较高的隔离度，因此可以避免增加该通信设备的厚度，便于实现产品小型化的设计。