CN115566392A - 天线装置及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种天线装置及通信设备，通过将天线装置的有源振子电连接第一导体的第二端，将第一导体的第一端分别与电路板上的射频信号端口电连接，使得射频信号端口与有源振子之间进行射频信号传输，同时将开关元件的第一端通过偏置电路电连接第一导体的第二端电连接，将开关元件的第二端通过偏置电路电连接第二导体的第二端，且第二导体的第一端接地，使得偏置电路控制每个开关元件导通及断开，这样，在实现天线装置在全向辐射和定向辐射的模式下自由切换的功能的同时，缩减了电路板与天线主体之间的电缆数量，同时通过在子偏置电路上设置射频线信号扼制电路，以扼制射频信号进入至偏置电路内，从而改善了天线辐射性能。

Description

天线装置及通信设备

技术领域

本申请实施例涉及通信天线技术领域，特别涉及一种天线装置及通信设备。

背景技术

目前，家庭网络WIFI产品从WIFI4(11n)时代到现在WIFI5(11ac)/WIFI6(11ax)时代，通信速率大幅提升，这就要求WIFI天线既具有水平全向的辐射性能，实现近距离的信号传输，同时也能够把天线水平全向的辐射能量集中往用户所在方向辐射，即实现定向辐射性能，来提升中远距离的用户体验。基于传统八木天线设计的一种有源重构天线是当前最具前景的天线结构。

相关技术中，有源重构天线包括天线辐射体和开关元件，天线辐射体包括引向器和反射器中的至少一者以及有源振子，以引向器和反射器均存在为例，引向器和反射器分别设置在有源振子的两侧。引向器和反射器本身均是无源振子，受有源振子的耦合感应出射频电流，从而产生辐射波。引向器用于增加天线在引向器侧的辐射能量。反射器用于增加天线在反射器对侧的辐射能量，即增加天线在引向器侧的辐射能量。同时，在引向器的中间位置和反射器的中间位置均设置有开关元件，实现对引向器和反射器的导通与断开的作用。当开关元件导通时，有源重构天线工作于八木天线模式，实现定向辐射；当开关元件断开时，该有源重构天线工作于偶极子模式，即仅是有源振子产生辐射波，实现全向辐射。

然而，在实际应用中，有源振子需通过射频电缆与电路板上的射频信号端口电连接，以通过射频电缆实现有源振子与射频信号端口之间的信号传输。位于引向器和反射器上的开关元件12需通过控制电缆11与偏置信号端口电连接，以控制开关元件的导通与断开。参照图1所示。这就使得天线主体与电路板之间的连接线路复杂，同时天线的辐射体与控制电缆之间存在干扰，导致天线的辐射性能降低。

发明内容

本申请实施例提供了一种天线装置及通信设备，不仅能够简化天线装置中天线主体与电路板之间的电路连接结构，而且提高了天线装置的辐射性能。

本申请实施例提供一种天线装置，

包括天线辐射组件和偏置电路；

天线辐射组件包括有源振子、引向器和反射器，引向器和反射器设置在有源振子的两侧；其中，引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件；

偏置电路包括子偏置电路和两个开关元件，其中一个开关元件的两端分别电连接在两个引向元件之间，另一个开关元件的两端分别电连接在两个反射元件之间；

有源振子电连接第一导体的第二端，每个开关元件的第一端通过子偏置电路电连接第一导体的第二端，每个开关元件的第二端通过子偏置电路电连接第二导体的第二端；第一导体和第二导体绝缘设置在同一传输线中，第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，第二导体的第一端用于接地；

子偏置电路包括射频信号扼制电路，射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至偏置电路内。

本申请实施例提供的天线装置，通过将传输射频信号和偏置信号的第一导体和第二导体设置在同一传输线上，并将第一导体的第一端分别用于与电路板上的射频信号端口电连接，将第一导体的第二端有源振子电连接，使得第一导体既作为射频电缆，实现射频信号端口与有源振子之间的射频信号传输，从而使得天线辐射组件辐射电磁波或者射频信号端口接收信号，同时将第一导体的第一端与电路板上的偏置信号端口电连接，第一导体的第二端通过子偏置电路与每个开关元件的第一端电连接，第二导体的第一端接地，第二导体的第二端通过子偏置电路与开关元件的第二端电连接，使得偏置信号端口、第一导体、子偏置电路、开关元件、子偏置电路及第二导体共同形成偏置电路的控制回路，以将偏置信号传输至偏置电路内，并控制每个开关元件导通及断开，这样，在实现天线装置在全向辐射和定向辐射的模式下自由切换的功能的同时，缩减了电路板与天线主体之间的电缆数量，从而简化了电路板与天线主体之间的电缆连接结构，这样不仅提高了本申请实施例的天线装置的装配效率，而且该设置方式更适用于多天线辐射组件的集成结构。另外，通过在传输线与每个开关元件之间的子偏置电路上设置射频信号扼制电路，以扼制射频信号即高频电流进入偏置电路内，从而减轻甚至避免了传输线与每个开关元件之间的偏置电路对天线辐射组件上的射频信号造成的干扰，从而改善了天线装置的辐射性能。

在一种可选的实现方式中，天线装置还包括馈电结构；

每个开关元件的第一端通过子偏置电路电连接第一导体的第二端包括：

馈电结构的一端电连接第一导体的第二端，馈电结构的另一端通过子偏置电路与每个开关元件的第一端电连接；

馈电结构与有源振子的至少部分相对且间隔设置，馈电结构与有源振子之间耦合馈电。

本申请实施例通过设置馈电结构，并将该馈电结构与第一导体的第二端电连接，同时将馈电结构与有源振子进行耦合馈电，这样不仅实现了第一导体与有源振子的电连接，例如，可将第一导体上的射频信号通过该馈电结构成功的馈入至有源振子上，使得该有源振子辐射电磁波，而且通过采用耦合馈电的方式使第一导体与有源振子之间进行射频信号的传输，相当于在有源振子与馈电结构之间增加了一个可调电容，这样，通过改变馈电结构与有源振子相对的耦合面积，可使天线装置在较宽的频率范围内实行匹配，相比传统天线装置，本申请实施例的天线装置提升了带宽，且方向图保持基本不变，从而避免了天线装置的工作频带在全向辐射和定向辐射两种模式下切换时发生偏移。另外，通过将馈电结构分别与每个开关元件的第一端电连接，使得该馈电结构作为偏置电路的一部分，保证第一导体与开关元件顺利导通。

在一种可选的实现方式中，每个开关元件的第二端通过子偏置电路电连接第二导体的第二端包括：

有源振子电连接第二导体的第二端，每个开关元件的第二端均通过子偏置电路与有源振子电连接。

本申请实施例通过将第二导体的第二端与有源振子电连接，使得该第二导体可以作为有源振子的接地电缆，从而在起到屏蔽其他电磁波的作用的同时，简化了天线装置的结构，使得天线装置的装配更加便捷。另外，通过将开关元件的第二端与有源振子电连接，使得有源振子作为偏置电路的一部分，实现开关元件与第二导体之间的导通，从而保证电路板上的偏置信号端口通过偏置电路对开关元件的正常控制。

在一种可选的实现方式中，射频信号扼制电路包括第一射频信号扼制电路，第一射频信号扼制电路位于馈电结构与每个开关元件的第一端之间；

第一射频信号扼制电路包括第一电感；

第一电感串联在馈电结构与每个开关元件的第一端之间。

本申请实施例通过在馈电结构与每个开关元件的第一端之间设置第一电感，并作为第一射频信号扼制电路，以起到扼流的作用，即扼制高频电流即射频信号进入偏置电路内，从而减轻了馈电结构与每个开关元件的第一端之间的部分偏置电路对天线辐射组件上的射频信号的影响。

在一种可选的实现方式中，馈电结构与每个开关元件的第一端之间均串联有两个第一电感；

其中一个第一电感邻近馈电结构设置，另一个第一电感邻近开关元件设置。

本申请实施例通过在馈电结构与每个开关元件的第一端之间均串联两个第一电感，且两个第一电感分别邻近馈电结构和开关元件设置，以进一步提高第一射频信号扼制电路对高频电流的扼制效果，从而进一步减轻甚至避免了偏置电路对天线辐射组件的射频信号造成的影响，改善了天线装置的辐射性能。

在一种可选的实现方式中，射频信号扼制电路还包括第二射频信号扼制电路，第二射频信号扼制电路位于开关元件的第二端与有源振子之间；

第二射频信号扼制电路包括第二电感；

第二电感串联在每个开关元件的第二端与有源振子之间。

本申请实施例通过在开关元件的第二端与有源振子之间串联第二电感，形成第二射频信号扼制电路，以起到扼流的作用，即扼制高频电流进入该段的部分偏置电路内，从而减轻了开关元件的第二端与有源振子之间的偏置电路对天线辐射组件上的射频信号的影响。

在一种可选的实现方式中，每个开关元件的第二端与有源振子之间均串联有两个第二电感；其中一个第二电感邻近开关元件设置，另一个第二电感邻近有源振子设置，以进一步提高开关元件的第二端与有源振子之间的偏置电路的扼流效果，从而进一步减轻甚至避免了该段的偏置电路对天线辐射组件的射频信号造成的影响。

在一种可选的实现方式中，开关元件为二极管，偏置电路还包括至少两个LC电路，每个LC电路分别并联在相应的二极管的两端。

本申请实施例通过将开关元件设置为二极管，以简化开关元件的控制电路。同时，在每个二极管的两端并联LC电路，这样，当二极管断开时，LC电路与二极管的寄生电容并联，形成带阻滤波器，根据二极管的寄生电容，可适当调节LC电路的电感值和电容值，从而使得该二极管与天线辐射组件在需要的工作频段内获得良好的隔离效果，进而避免影响天线装置在全向辐射模式时的辐射性能，例如避免了在全向辐射模式下出现方向图畸变，不圆度恶化等问题。

在一种可选的实现方式中，开关元件为MEMS开关，该MEMS开关在断开状态下无分布电容，因此与射频信号有良好的隔离度，这样，在偏置电路上无需设置LC电路，从而简化了偏置电路的结构。

在一种可选的实现方式中，天线装置还包括天线基板，天线基板包括相背设置的第一表面和第二表面；

天线辐射组件位于第一表面，天线装置的馈电结构及子偏置电路均位于第二表面。

本申请实施例通过将天线辐射组件设置在天线基板的第一表面，将馈电结构及子偏置电路均位于第二表面，以合理利用天线基板的空间，这样不仅有利于在天线基板上集成多个天线辐射组件，提升天线装置的辐射性能，以适应更多的应用场景，而且上述的结构布局，使得天线辐射组件及馈电结构等各自在装配过程中均不会受到其他部件的干扰，即为各个部件的安装预留了合适的空间，从而提高了本申请实施例的天线装置的装配效率以及装配准确度。另外，通过天线基板将偏置电路的绝大部分与天线辐射组件隔开，不仅保证偏置电路的走线路径不会受到其他元器件的影响，而且也避免了偏置电路对天线辐射组件的辐射信号造成干扰。

在一种可选的实现方式中，子偏置电路垂直于天线辐射组件的延伸方向。

本申请实施例通过将子偏置电路设置为与天线辐射组件的延伸方向垂直，例如，将馈电结构与开关元件的第一端之间的子偏置电路与有源振子或者反射器的延伸方向等垂直设置，同时将开关元件的第二端与有源振子之间的子偏置电路也设置为与与有源振子或者反射器等的延伸方向垂直设置，这样有利于减小子偏置电路与天线辐射组件之间的耦合面积，从而减小了偏置电路与天线辐射组件之间的耦合，进而减小或避免了偏置电路对天线辐射性能造成的影响。

在一种可选的实现方式中，反射器的延伸长度小于或者等于有源振子的延伸长度，以提高天线辐射组件相对于有源振子的对称性，从而在开关元件断开时提高了全向辐射模式的对称性，即改善水平方向图的不圆度。

在一种可选的实现方式中，反射器中，反射元件包括沿延伸方向设置的第一部分和第二部分，第二部分位于第一部分与开关元件之间；

第二部分的宽度小于第一部分的宽度；

其中，反射器的宽度是指反射器垂直于延伸方向上的宽度。

本申请实施例通过将反射元件的第二部分的宽度设置为小于第一部分的宽度，即缩小了反射器中间区域的宽度，如此，可在减小反射器的长度的同时，保证天线装置在定向辐射模式下的辐射性能不受影响。

在一种可选的实现方式中，有源振子包括沿延伸方向间隔设置的两个子有源臂；

天线装置的馈电结构与其中一个子有源臂耦合馈电，另一个子有源臂分别与开关元件的第二端和第二导体的第二端电连接。

本申请实施例通过将有源振子设置为包括两个间隔设置的子有源臂，这样，馈电结构可通过向其中一个子有源臂耦合馈入射频信号，继而该子有源臂通过耦合馈电的方式将辐射电流馈入至另一个子有源臂上，有效的拓宽了有源振子的辐射带宽。同时，另一个子有源臂可实现开关元件的第二端与第二导体的第二端之间的电连接。

在一种可选的实现方式中，每个子有源臂为具有开口的方环结构；

天线装置的馈电结构包括水平臂和垂直臂，垂直臂的一端垂直设置在水平臂上，水平臂沿垂直于延伸方向的两端分别与对应的开关元件的第一端电连接，垂直臂远离水平臂的一端与第一导体的第二端电连接；

水平臂与其中一个子有源臂的其中一个边相对设置，且水平臂与该边的平行，

这样可增大馈电结构的水平臂与其中一个子有源臂之间的耦合面积，从而提高了馈电结构与该子有源臂的耦合馈电效果。

在一种可选的实现方式中，另一个子有源臂上具有延伸部，延伸部和天线基板上相应的位置均形成有第一金属化过孔，第二导体的第二端连接有第一焊盘；第一焊盘通过第一金属化过孔另一个子有源臂电连接，提高了第二导体与另一个子有源臂之间的电连接可靠性。

在一种可选的实现方式中，引向器的数量为多个，多个引向器间隔设置且每个引向器上均设置有开关元件。

本申请实施例通过在有源振子的一侧间隔设置多个引向器，增大了天线装置在定向辐射模式下的增益。

在一种可选的实现方式中，天线装置还包括传输线，这样，在将天线装置与电路板连接时，只要将传输线中第一导体的第一端和第二导体的第一端电连接在电路板的相应端口，便可完成天线装置与电路板之间装配。

在一种可选的实现方式中，传输线还包括外护套；

第二导体绝缘设置在第一导体的外周，外护套设置在第二导体的外周。

通过将第二导体设置在第一导体的外周，以缩小传输线的径向尺寸，同时，通过在第二导体的外周套设外护套，以将第二导体与外部环境进行电隔离，避免传输线漏电，同时也避免第二导体与外部的水、灰尘或者其他物体接触，从而防止第二导体受潮或污染，且保护该传输线不受机械损伤。

本申请实施例还提供一种天线装置，

包括天线辐射组件和偏置电路；

天线辐射组件包括引向器和反射器中的其中一个及有源振子，引向器或反射器设置在有源振子的一侧，

其中，引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，开关元件的两端分别电连接在两个引向元件之间；或者，反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件，偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，开关元件的两端分别电连接在两个反射元件之间；

有源振子电连接第一导体的第二端，开关元件的第一端通过子偏置电路电连接第一导体的第二端，开关元件的第二端通过子偏置电路电连接第二导体的第二端；第一导体和第二导体绝缘设置在同一传输线中，第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，第二导体的第一端用于接地；

子偏置电路包括射频信号扼制电路，射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至偏置电路内。

本申请实施例提供的天线装置，通过将连接天线装置中的元器件与电路板上的射频信号端口等的第一导体和第二导体设置在同一传输线上，并将第一导体的第一端分别用于与电路板上的射频信号端口电连接，将第一导体的第二端有源振子电连接，使得第一导体既作为射频电缆，实现射频信号端口与有源振子之间的射频信号传输，从而使得天线辐射组件辐射电磁波或者射频信号端口接收信号，同时将第一导体的第一端与电路板上的偏置信号端口电连接，第一导体的第二端通过子偏置电路与每个开关元件的第一端电连接，第二导体的第一端接地，第二导体的第二端通过子偏置电路与开关元件的第二端电连接，使得偏置信号端口、第一导体、子偏置电路、开关元件、子偏置电路及第二导体共同形成偏置电路的控制回路，以将偏置信号传输至偏置电路内，并控制每个开关元件导通及断开，这样，在实现天线装置在全向辐射和定向辐射的模式下自由切换的功能的同时，缩减了电路板与天线主体之间的电缆数量，从而简化了电路板与天线主体之间的电缆连接结构，这样不仅提高了本申请实施例的天线装置的装配效率，而且该设置方式更适用于多天线辐射组件的集成结构。另外，通过在传输线与每个开关元件之间的子偏置电路上设置射频信号扼制电路，以扼制射频信号即高频电流进入偏置电路内，从而减轻甚至避免了传输线与每个开关元件之间的偏置电路对天线辐射组件上的射频信号造成的干扰，从而改善了天线装置的辐射性能。

在一种可选的实现方式中，天线装置还包括传输线，这样，在将天线装置与电路板连接时，只要将传输线中第一导体的第一端和第二导体的第一端电连接在电路板的相应端口，便可完成天线装置与电路板之间装配。

本申请实施例还提供一种通信设备，包括天线装置；

天线装置包括天线辐射组件和偏置电路；

天线辐射组件包括有源振子、引向器和反射器，引向器和反射器设置在有源振子的两侧；其中，引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件；

偏置电路包括子偏置电路和两个开关元件，其中一个开关元件的两端分别电连接在两个引向元件之间，另一个开关元件的两端分别电连接在两个反射元件之间；

有源振子电连接第一导体的第二端，每个开关元件的第一端通过子偏置电路电连接第一导体的第二端，每个开关元件的第二端通过子偏置电路电连接第二导体的第二端；第一导体和第二导体绝缘设置在同一传输线中，第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，第二导体的第一端用于接地；

子偏置电路包括射频信号扼制电路，射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至偏置电路内。

本申请实施例还提供一种通信设备，包括天线装置；

天线装置包括天线辐射组件和偏置电路；

天线辐射组件包括引向器和反射器中的其中一个及有源振子，引向器或反射器设置在有源振子的一侧，

其中，引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，开关元件的两端分别电连接在两个引向元件之间；或者，反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件，偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，开关元件的两端分别电连接在两个反射元件之间；

有源振子电连接第一导体的第二端，开关元件的第一端通过子偏置电路电连接第一导体的第二端，开关元件的第二端通过子偏置电路电连接第二导体的第二端；第一导体和第二导体绝缘设置在同一传输线中，第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，第二导体的第一端用于接地；

子偏置电路包括射频信号扼制电路，射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至偏置电路内。

本申请实施例通过在通信设备中设置上述天线装置，缩减了电路板与天线主体之间的电缆数量，从而简化了通信设备中天线装置的结构，这样不仅提高了本申请实施例的通信设备及天线装置的装配效率，而且该设置方式更适用于通信设备中多天线辐射组件的集成结构，同时也提高通信设备的信号传输性能。

附图说明

图1是相关技术中控制电缆与开关元件形成的控制电路图；

图2是本申请一实施例提供的天线装置的其中一种结构示意图；

图3是图2中去掉天线基板的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的天线装置中其中一种偏置电路图；

图5是图2中传输线的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的天线装置中有源振子的天线辐射效果图；

图7是本申请一实施例提供的天线装置中有源振子的天线辐射方向图；

图8是本申请一实施例提供的天线装置的天线辐射效果图；

图9是本申请一实施例提供的天线装置中另一种偏置电路图；

图10是图2中天线基板的第一表面的结构示意图；

图11是图2中天线基板的第二表面的结构示意图；

图12是本申请一实施例提供的天线装置中开关元件导通时的方向图；

图13是本申请一实施例提供的天线装置中开关元件断开时的方向图；

图14是本申请一实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；

图15是本申请一实施例提供的天线装置的又一种结构示意图。

附图标记说明：

11-控制电缆；12、210-开关元件；

100-天线基板；200-偏置电路；300-天线辐射组件；400-传输线；500-馈电结构；

110-第一表面；120-第二表面；130-第一金属化过孔；140-第二金属化过孔；150-第三金属化过孔；160-第四金属化过孔；220-第一子偏置电路；230-第二子偏置电路；240-第一电感；250-电阻；260-第二电感；270-LC电路；310-有源振子；320-引向器；330-反射器；410-第一导体；420-绝缘层；430-第二导体；440-外护套；450-第一焊盘；460-第二焊盘；510-水平臂；520-垂直臂；

271-第三电感；272-电容；311-第一子有源臂；312-第二子有源臂；321-引向元件；331-反射元件；

3121-延伸部；3311-第一部分；3312-第二部分。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

目前，家庭网络的WIFI产品等通信设备所采用的天线装置主要是以印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)形式的半波偶极子为主。半波偶极子是一种标准的窄带天线，其长度为天线工作频率对应波长的一般，具有水平全向的辐射方向图，即辐射能量在水平360°的方向上均匀分布，最大增益一般在2dBi左右。

当前WIFI产品使用的频段有2.4G和5G频段，半波偶极子天线所所发出的WIFI信号经过一定的传输距离后，往往通信速率下降明显甚至无法建立连接，并且，随着频率的升高，往往衰减越明显，例如，相同传播距离下，频率越高的天线辐射能量的衰减越明显，或者，频率越高的天线辐射能量穿透同样厚度介质或者墙体后的衰减越明显。因此，当用户处于相对中远距离时，能否把天线水平全向的辐射能量集中往用户所在方向辐射，提升中远距离的用户体验，也即是要求WIFI天线装置具备水平全向辐射和定向辐射的切换能力，是当前天线装置的发展方向。

考虑到天线装置作为ONT内置产品在外观、竞争力以及家居场景使用习惯等因素下的尺寸不断小型化，在不增加WiFi天线的绝对数量的前提下，扩展现有单个天线上承载的功能是通行的办法。

本申请实施例提供一种天线装置及通信设备，通过设置用于控制开关元件的偏置电路，同时将用于传输偏置信号的控制电缆与用于传输射频信号的射频电缆设置在同一传输线上，使得该传输线既能够作为控制电缆，将偏置信号传输至偏置电路中，以控制开关元件进行导通与断开，又能够作为射频电缆，在有源振子与射频信号端口之间传输射频信号，例如，通过射频电缆将射频信号端口输出的射频信号馈入至有源振子，使得有源振子进行电磁波辐射，从而在实现天线装置在全向辐射和定向辐射的模式下自由切换的功能的同时，缩减了电路板与天线装置中的主体之间的电缆数量，从而简化了电路板与天线主体之间的电缆连接结构。另外，通过将部分偏置电路设置为射频信号扼制电路，以扼制天线辐射体上的射频信号进入至偏置电路内，从而确保天线辐射体的辐射性能不受影响。

以下结合附图对本申请实施例的天线装置及通信设备进行详细说明。

实施例一

图2是本申请一实施例提供的天线装置的其中一种结构示意图，图3是图2中去掉天线基板的结构示意图。参照图2和图3所示，本申请实施例提供一种天线装置，包括天线辐射组件300和偏置电路200。可以理解的是，本申请实施例的天线装置可以是芯片。

参照图3所示，其中，天线辐射组件300包括有源振子310、引向器320和反射器330，且引向器320和反射器330分别设置在有源振子310的两侧。

本申请实施例以一个引向器320和一个反射器330为例，对天线辐射组件300的结构进行说明。当天线辐射组件300设置有一个引向器320和一个反射器330时，有源振子310、引向器320及反射器330位于同一个平面内，且引向器320和反射器330分别位于有源振子310的异侧。其中，引向器320与有源振子310之间的距离可等于反射器330与有源振子310之间的距离。

可以理解的是，本申请实施例的天线辐射组件300是基于传统的八木天线设计的。实际应用中，引向器320或者反射器330与有源振子310之间的距离约0.25个波长。具体可根据实际需求进行调整。

需要说明的是，上述波长是指该天线辐射组件300的辐射电磁波信号的波长。另外，引向器320与有源振子310之间的距离为图2中引向器320与有源振子310沿x方向上的距离。其中，x方向为天线辐射组件300的宽度方向。

另外，有源振子310沿延伸方向的整体长度为0.5个波长，引向器320沿延伸方向的整体长度短于或者等于0.5个波长，反射器330沿延伸方向的整体长度长于或者等于0.5个波长。其中，有源振子310可以采用偶极子天线辐射体。引向器320和反射器330均为本身没有激励的无源振子，受偶极子天线辐射体即有源振子310的耦合激励产生射频电流，从而产生辐射，影响辐射特征。

天线辐射组件300中，反射器330的阻抗是感性的，其用于增强天线装置在反射器330对侧的辐射能量，即增强天线装置在引向器320侧的辐射能量，引向器320的阻抗是容性的，其用于增加天线在引向器320这侧的辐射能量，从而实现定向辐射。

参照图3所示，天线辐射组件300的延伸方向为图3中y方向，则有源振子310沿延伸方向的整体长度是指有源振子310沿y方向上的两端之间的距离，同样的，反射器330沿延伸方向上的整体长度是指反射器330沿y方向的两端之间的距离，引向器320沿延伸方向上的整体长度是指引向器320沿y方向的两端之间的距离。

实际应用中，引向器320和反射器330上电流的相位，即定向辐射方向图的极化方向不但由其长度决定，也由它们与有源振子310之间的距离决定，因此，在实际应用中可通过调整引向器320和反射器330的延伸长度以及各自与有源振子310之间的距离，来满足不同的场景需求。

继续参照图3所示，引向器320包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件321，反射器330包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件331。其中，每个引向元件321的长度无法满足耦合馈电的实际需求，换句话说，在设计时，需保证每个引向元件321无法通过有源振子310的耦合激励出射频电流，每个引向元件321的长度可根据现有的天线基础知识进行设计。类似的，每个反射元件331的长度无法满足耦合馈电的实际需求，换句话说，在设计时，需保证每个反射元件331无法通过有源振子310的耦合激励出射频电流，每个反射元件331的长度可根据现有的天线基础知识进行设计。

需要说明的是，引向器320的延伸长度是指两个引向元件321背离彼此的一端之间沿y方向上的距离。反射器330的延伸长度是指两个反射元件331背离彼此的一端之间沿y方向上的距离。另外，引向元件321的长度是指引向元件321沿y方向的两端之间的距离，反射元件331的长度是指反射元件331沿y方向的两端之间的距离。

图4是本申请一实施例提供的天线装置中其中一种偏置电路图。参照图3和图4所示，本申请实施例的偏置电路200包括子偏置电路和两个开关元件210，其中一个开关元件210的两端分别电连接在两个引向元件321之间，这样，在该开关元件210导通时，两个引向元件321以及该开关元件210共同形成一个引向器320，且该引向器320的长度满足耦合馈电要求以及定向辐射要求，即该引向器320在有源振子310的耦合馈电作用下激励出射频电流，并辐射电磁波，从而增强该侧的辐射能量，形成定向辐射方向图。相反地，当该开关元件210断开时，两个长度无法满足耦合馈电要求的引向元件321便无法激励出射频电流，而不参与辐射。

另一个开关元件210的两端分别电连接在两个反射元件331之间，这样，在该开关元件210导通时，两个反射元件331以及该开关元件210共同形成一个反射器330，且该反射器330的长度满足耦合馈电要求以及定向辐射要求，即该反射器330在有源振子310的耦合馈电作用下激励出射频电流，并辐射电磁波，从而增强对侧的辐射能量，形成定向辐射方向图。相反地，当该开关元件210断开时，两个长度无法满足耦合馈电要求的反射元件331便无法激励出射频电流，而不参与辐射。

图5是图2中传输线的结构示意图。参照图2和图5所示，通信设备具有第一导体410和第二导体430。实际应用中，第一导体410的第一端与偏置信号端口和射频信号端口(图中未示出)电连接，第二导体430的第一端接地。其中，偏置信号端口和射频信号端口具体可设置在为天线装置供电的电路板上。

本申请实施例中，有源振子310电连接第一导体410的第二端，每个开关元件210的第一端通过子偏置电路连接第一导体410的第二端，每个开关元件210的第二端通过子偏置电路电连接第二导体430的第二端。

参照图3所示，为了便于描述，下文将连接在第一导体410的第二端与开关元件210的第一端之间的子偏置电路作为第一子偏置电路220，将连接在开关元件210的第二端与第二导体430的第二端之间的子偏置电路作为第二子偏置电路230。

具体设置时，第一导体410和第二导体430绝缘设置在同一个传输线400上。

可以理解的是，本申请实施例的天线装置可以包括传输线400，也可以不包括传输线400。当本申请实施例的天线装置包括传输线400时，在将天线装置与电路板连接时，只要将传输线400电连接在电路板的相应端口上，便可完成天线装置与电路板之间装配。例如，只要将传输线400中的第一导体410的第一端电连接在射频信号端口和偏置信号端口上，将第二导体430的第一端接地，便可使天线装置装配在电路板上。

以下具体以天线装置包括传输线400为例进行说明。

参照图5所示，具体设置时，传输线400可以包括自内而外的第一导体410、绝缘层420和第二导体430。具体而言，第二导体430设置在第一导体410的外周，绝缘层420位于第一导体410与第二导体430之间，用于电隔离第一导体410与第二导体430。通过将第二导体430设置在第一导体410的外周，以缩小传输线400的径向尺寸，从而缩小天线装置的占用空间。

在一些示例中，传输线400还可以包括外护套440，该外护套440设置在第二导体430的外周，以将第二导体430与外部环境进行电隔离，避免传输线400漏电，同时也避免第二导体430与外部的水、灰尘或者其他物体接触，从而防止第二导体430受潮或污染，或者保护该传输线400不受机械损伤。

其中，第二导体430和第一导体410可采用铜、铝等导电金属制成。绝缘层420可以采用无机绝缘材料、有机绝缘材料及混合绝缘材料中的任意一种制成。例如，绝缘层420采用石棉、橡胶、树脂等材料制成。外护套440可以采用包括但不限于聚氯乙烯(Polyvinylchloride，简称PVC)、尼龙及热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes，简称TPU)中的任意一种或几种阻燃材料制成。

本申请实施例中，传输线400的第一导体410的第一端与电路板上的射频信号端口电连接，第一导体410的第二端与有源振子310电连接，使得该第一导体410作为射频电缆，实现射频信号端口与有源振子310之间的射频信号传输，例如，射频信号端口作为射频信号发射源时，该射频信号发射源可将射频信号通过第一导体410馈入至有源振子310上，从而辐射电磁波。其中，射频信号为高频电流。

同时，传输线400的第一导体410的第一端还与电路板上的偏置信号端口电连接，第一导体410的第二端还通过第一子偏置电路220与每个开关元件210的第一端电连接，并且每个开关元件210的第二端通过第二子偏置电路230与第二导体430的第二端电连接，第二导体430的第一端接地，这样，第一子偏置电路220、开关元件210、第二子偏置电路230共同形成偏置电路200。那么，偏置电路200的一端通过第一导体410与偏置信号端口电连接，偏置电路200的另一端通过第二导体430接地，这样，偏置信号端口、第一导体410、第一子偏置电路220、每个开关元件210、第二子偏置电路230、第二导体430及信号地共同形成控制回路，这样便可将偏置信号通过第一导体410导入至偏置电路200内，并控制每个开关元件210导通及断开。

基于上述可知，第一导体410同时用于传输射频信号和偏置信号。实际应用中，为了避免第一导体410中的偏置信号与射频信号之间相互影响，可以在第一导体410的第一端与电路板的偏置信号端口之间串联一扼流电感，以扼制高频电流即射频信号进入偏置信号内。

参照图3所示，具体设置时，第一子偏置电路220的一端可以直接连接在开关元件210的第一端，也可以连接在引向元件321或者反射元件331靠近开关元件210第一端的部分上。以引向器320为例，第一子偏置电路220的一端可以直接连接在开关元件210的第一端，也可以连接在引向元件321靠近开关元件210第一端的部分上，使得第一子偏置电路220的一端通过引向元件321与开关元件210的第一端电连接。

同样的，第二子偏置电路230的一端可以直接连接在开关元件210的第二端，也可以连接在引向元件321或者反射元件331靠近开关元件210第二端的部分上。以引向器320为例，第二子偏置电路230的一端可以直接连接在开关元件210的第二端，也可以连接在引向元件321靠近开关元件210第二端的部分上，使得第二子偏置电路230的一端通过引向元件321与开关元件210的第二端电连接。

以天线装置发射信号为例，对本申请实施例的天线装置的具体工作原理进行说明，具体如下：

传输线400中的第一导体410将射频信号馈入至有源振子310上，使得该有源振子310产生电磁波，同时，当传输线400中的第一导体410将偏置信号传输至偏置电路200中，使得该偏置电路200控制反射器330和引向器320上的开关元件210导通时，有源振子310上的电磁波通过耦合馈电的方式激励起反射器330和引向器320上的射频电流，并产生相应的电磁波，使得该天线装置工作于八木天线模式即定向辐射模式。

当传输线400中的第一导体410将偏置信号传输至偏置电路200中，使得该偏置电路200控制反射器330和引向器320上的开关元件210断开时，反射器330和引向器320不参与辐射，该天线装置工作于偶极子模式即全向辐射模式。

如此，本申请实施例可通过偏置电路200以及传输线400来控制开关元件210的导通与断开，从而实现天线装置在全向辐射和定向辐射的模式下自由切换的功能。

同时，本申请实施例将用于传输射频信号的射频电缆和用于传输偏置信号的控制电缆集成在一起，形成包括第一导体410和第二导体430的传输线400，缩减了电路板与天线装置中天线主体之间的连接电缆数量，从而简化了电路板与天线主体之间的电缆连接结构，这样不仅提高了本申请实施例的天线装置的装配效率，增强了单天线的适用性，能够较好的匹配光网络终端(Optical Network Terminal，简称ONT)对于WiFi天线使用的要求。而且该设置方式更适用于多天线辐射组件300的集成结构，而不会使得天线主体与电路板之间的连接电缆过多。其中，天线主体包括天线辐射组件300以及偏置电路200。

本申请实施例的子偏置电路包括射频信号扼制电路。参照图3所示，例如，第一子偏置电路220的部分电路或者整段电路为射频信号扼制电路。射频信号扼制电路用于扼制高频电流即射频信号进入至偏置电路内，从而避免从第一导体410传输至有源振子310上的部分射频信号进入至偏置电路200内，以及避免了引向器320或者反射器330上的射频信号进入至偏置电路内，即减轻甚至避免了传输线400与每个开关元件210之间的子偏置电路对天线辐射组件300上的射频信号造成的干扰，从而改善了天线装置的辐射性能。

本申请实施例的开关元件210可以采用二极管，这样不仅简化了开关元件210的结构，而且使得开关元件210的控制更加可靠。示例性地，该开关元件210可以是PIN二极管，该PIN二极管能够作为微波开关对相应的反射器330和引向器320进行控制，更适用于天线的电路中。

参照图3所示，本申请实施例中，子偏置电路与天线辐射组件300的延伸方向例如y方向相互垂直，例如，第一子偏置电路220以及第二子偏置电路230均与天线辐射组件300的延伸方向即y方向垂直。其中，该第一子偏置电路220和第二子偏置电路230均沿x方向延伸，这样有利于减小偏置电路200与天线辐射组件300之间的耦合面积，从而减小偏置电路200与天线辐射组件300之间的耦合，进而减小或避免了偏置电路200对天线辐射性能造成的影响。

例如，第一子偏置电路220与天线辐射组件300中的有源振子310、反射器330及引向器320的延伸方向垂直，同时，第二子偏置电路230与天线辐射组件300中的有源振子310、反射器330及引向器320的延伸方向垂直。

参照图2和图3所示，本申请实施例的天线装置还可以包括馈电结构500。

本申请实施例中，第一导体410的第二端可与有源振子310直接电连接，第一导体410的第二端还可通过馈电结构500与有源振子310进行耦合馈电连接。具体而言，该馈电结构500与第一导体410的第二端电连接，例如，在第一导体410的第二端连接有第一焊盘225，该第一焊盘225焊接在馈电结构500上，实现第一导体410的第二端与馈电结构500的电连接。馈电结构500与有源振子310的至少部分相对且间隔设置，馈电结构500与有源振子310之间耦合馈电，如此，射频信号端口可通过第一导体410和馈电结构500实现与有源振子310之间的射频信号传输。例如，在射频信号端口为射频信号发射源时，射频信号发射源可将射频信号通过第一导体410先传输至馈电结构500上，继而该馈电结构500通过耦合馈电的方式将射频电流馈入至有源振子310上，使该有源振子310产生电磁波。

同时，本申请实施例的第一导体410的第二端通过子偏置电路与每个开关元件210的第一端电连接包括：第一导体410的第二端与馈电结构500的一端电连接，馈电结构500的另一端通过子偏置电路与每个开关元件210的第一端电连接，这样，该馈电结构500作为偏置电路200的一部分，保证第一导体410与开关元件210顺利导通。参照图3所示，具体而言，馈电结构500的另一端分别通过第一子偏置电路220与每个开关元件210的第一端电连接。

图6是本申请一实施例提供的天线装置中有源振子的天线辐射效果图。参照图6所示，曲线a为本申请实施例中有源振子的S参数曲线，曲线b为传统的偶极子的S参数曲线，经对比可看出，通过采用馈电结构500以耦合馈电的方式使得第一导体410上的射频信号馈入至有源振子310上，相当于在有源振子310与馈电结构500之间增加了一个可调电容，这样，通过改变馈电结构500与有源振子310相对的耦合面积，可使天线装置在较宽的频率范围内实行匹配，相比传统的天线装置中直接通过电缆向偶极子导入射频信号，本申请实施例的天线装置提升了带宽。

图7是本申请一实施例提供的天线装置中有源振子的天线辐射方向图。参照图7所示，曲线c为本申请实施例的有源振子在E面的方向图，同时，传统的有源重构天线中的偶极子在E面的方向图与该曲线c重合，另外，曲线d为本申请实施例的有源振子在H面的方向图，曲线e为传统的偶极子在H面的方向图，经对比可看出，通过采用馈电结构500以耦合馈电的方式使得第一导体410上的射频信号馈入至有源振子310上，相比传统的天线装置中直接通过电缆向偶极子导入射频信号，其方向图基本不变，从而避免了天线装置的工作频带在全向辐射和定向辐射两种模式下切换时发生偏移。

本申请实施例的第二导体430的第二端通过子偏置电路与每个开关元件210的第二端之间的电连接可以包括：第二导体430的第二端通过子偏置电路与每个开关元件210的第二端直接连接，换句话说，子偏置电路的一端与第二导体430的第二端直接电连接，子偏置电路的另一端与每个开关元件210的第二端直接电连接。例如，第二导体430可通过第二子偏置电路230与每个开关元件210的第二端直接连接。

参照图3所示，在一些示例中，第二导体430与每个开关元件210的第二端之间电连接包括：

第二导体430的第二端与有源振子310电连接，每个开关元件210的第二端通过子偏置电路与有源振子310电连接，例如，每个开关元件210的第二端通过第二子偏置电路230与有源振子310电连接，这样，该第二导体430可以作为有源振子310的接地电缆，从而在起到屏蔽其他电磁波的作用的同时，简化了天线装置的结构，使得天线装置的装配更加便捷。

另外，通过将开关元件210的第二端与有源振子310电连接，实现开关元件210与第二导体430之间的导通，从而保证电路板上的偏置信号端口通过传输线400和偏置电路200对开关元件210的正常控制。

参照图3所示，可以理解的是，在上述示例中，当第一导体410的第二端通过馈电结构500与开关元件210的第一端电连接时，可以将馈电结构500与开关元件210的第一端之间的子偏置电路也作为第一子偏置电路220。当第二导体430的第二端通过有源振子310与开关元件210的第二端电连接时，可以将有源振子310与开关元件210的第二端之间的子偏置电路也作为第二子偏置电路230。

参照图2至图4所示，本申请实施例中，子偏置电路中的射频信号扼制电路可以包括第一射频信号扼制电路，该第一射频信号扼制电路位于馈电结构500与开关元件210的第一端之间，例如，第一子偏置电路220可以设置为射频信号扼制电路。

需要说明的是，因第一导体410的第二端通过馈电结构500与开关元件210的第一端电连接，因此，可将馈电结构500与开关元件210的第一端之间的部分偏置电路也可作为第一子偏置电路220。

具体设置时，该第一射频信号扼制电路可以包括第一电感240；

第一电感240串联在馈电结构500与每个开关元件210的第一端之间。例如，第一射频信号扼制电路包括一个第一电感240，即在第一子偏置电路220上串联有一个第一电感240。

本申请实施例通过在馈电结构500与每个开关元件210的第一端之间的第一射频信号扼制电路上设置第一电感240，以起到扼流的作用，即扼制高频电流进入偏置电路200例如第一子偏置电路220内，从而减轻甚至避免了第一子偏置电路220对射频信号的影响，改善了天线装置的辐射性能。

在一些示例中，可以在馈电结构500与每个开关元件210的第一端之间均串联有两个第一电感240，例如，在第一子偏置电路220即第一射频信号扼制电路上串联两个第一电感240，其中一个第一电感240邻近馈电结构500设置，另一个第一电感240邻近开关元件210设置，至少一个电阻250位于两个第一电感240之间。

本申请实施例通过在馈电结构500与每个开关元件210的第一端之间均串联两个第一电感240，且两个第一电感240分别邻近馈电结构500和开关元件210设置，以进一步提高第一电感240对高频电流的扼制效果，从而进一步减轻甚至避免了偏置电路200对天线辐射组件300的射频信号造成的影响。

在某些示例中，还可以在第一射频信号扼制电路上串联电阻250。例如，该电阻250可串联在两个第一电感240之间。电阻250的设置使得开关元件210的控制电流处于合理的范围内，从而有效控制开关元件210的导通与断开。

参照图2和图3所示，可选地，射频信号扼制电路还包括第二射频信号扼制电路，该第二射频信号扼制电路位于每个开关元件210的第二端与有源振子310之间，例如，可将第二子偏置电路230设置为第二射频信号扼制电路。

需要说明的是，因开关元件210的第二端通过有源振子310与第二导体430进行电连接，因此，可将开关元件210的第二端与有源振子310之间的部分偏置电路也可作为第二子偏置电路230。

具体设置时，第二射频信号扼制电路包括第二电感260。例如，每个开关元件210的第二端与有源振子310之间均串联有一个一个第二电感260，以起到扼流的作用，即扼制高频电流进入该段的偏置电路200即第二子偏置电路230内，从而减轻了第二子偏置电路230对射频信号的影响。

在一些示例中，第二射频信号扼制电路可以包括两个第二电感260。例如，可以在每个开关元件210的第二端与有源振子310之间均串联有两个第二电感260，其中一个第二电感260邻近开关元件210设置，另一个第二电感260邻近有源振子310设置，以进一步提高开关元件210的第二端与有源振子310之间的偏置电路200的扼流效果，从而进一步减轻甚至避免了第二子偏置电路230对天线辐射组件300的射频信号造成的影响。

可以理解的是，当偏置电路200上设置有第一电感240或者第二电感260时，第一子偏置电路220和第二子偏置电路230与天线辐射组件300的延伸方向之间的夹角可以为任意角度，而不仅限于90°，且不影响射频性能。例如，第一子偏置电路220或者第二子偏置电路230的走线路径可以为直线型、W型等、S型等任意形状。

实际应用中，当开关元件210为二极管时，该二极管会存在寄生参数影响，尤其是二极管在断开状态下存在分布电容，使得二极管对射频信号不能完全断开，表现为频率越高隔离度低，从而导致全向辐射模式时方向图畸变，不圆度恶化。

继续参照图2和图4所示，为了避免上述情况发生，偏置电路200还包括至少两个LC电路270，每个LC电路270分别并联在相应的二极管的两端。例如，在引向器320上的二极管的两端串联一LC电路270，同时，在反射器330上的二极管的两端也串联一LC电路270，这样，当二极管断开时，LC电路270与二极管的寄生电容并联，形成带阻滤波器，根据二极管的寄生电容，可适当调节LC电路270的电感值和电容值，从而使得该二极管与天线辐射组件300在需要的工作频段内获得良好的隔离效果，进而避免影响天线装置在全向辐射模式时的辐射性能，例如避免了在全向辐射模式下出现方向图畸变，不圆度恶化等问题。

其中，LC电路270可直接采用现有技术中的LC电路270，例如，该LC电路270包括串联设置的第三电感271和电容272，具体的电路结构和工作原理可直接参照现有技术中的LC电路270。

图8是本申请一实施例提供的天线装置的天线辐射效果图。参照图8所示，该天线装置的天线辐射不圆度曲线参照图8中曲线f所示，传统的天线装置的天线辐射不圆度曲线参照图8中曲线g所示，从图8可看出，传统的天线装置中，天线辐射方向图的不圆度为2.6dB，而本申请实施例中，在每个PIN二极管的两端也均串联LC电路270后，天线辐射方向图的不圆度降低至0.5dB。

图9是本申请一实施例提供的天线装置中另一种偏置电路图。参照图9所示，本申请实施例的开关元件210还可以是MEMS开关。该MEMS开关在断开状态下无分布电容，因此与射频信号有良好的隔离度，这样，在偏置电路200上无需设置LC电路，从而简化了偏置电路的结构。

图10是图2中天线基板的第一表面的结构示意图，图11是图2中天线基板的第二表面的结构示意图。参照图10和图11所示，本申请实施例的天线装置还包括天线基板100。天线基板100包括相背设置的第一表面110和第二表面120。

为了合理利用天线基板100的安装空间，本申请实施例的天线辐射组件300可以设置第一表面110上，馈电结构500设置在第二表面120上，这样不仅有利于在天线基板100上集成多个天线辐射组件300，提升天线装置的辐射性能，以适应更多的应用场景，而且上述的结构布局，使得天线辐射组件300及馈电结构500各自在装配过程中均不会受到其他部件的干扰，即为各个部件的安装预留了合适的空间，从而提高了本申请实施例的天线装置的装配效率以及装配准确度。

其中，天线基板100可以采用印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)。

可以理解的是，本申请实施例的天线基板100和设有射频信号端口等的电路板可以是两个不同的部件。当然，在某些示例中，设有射频信号端口等的电路板也可直接作为天线基板100使用，换句话说，天线基板100可直接采用设有射频信号端口等的电路板，即在该电路板上设置天线辐射组件300和偏置电路200，同时将传输线400的第一导体410的第一端连接该电路板上的射频信号端口和偏置信号端口。

以下具体以天线基板100和设有射频信号端口等的电路板是两个不同的部件为例进行说明。

参照图10和图11所示，本申请实施例中，子偏置电路位于天线基板100的第二表面120，也即是说，第一子偏置电路220和第二子偏置电路230均位于天线基板100的第二表面120上。另外，传输线400也可设置在天线基板100的第二表面120。

通过将偏置电路200的绝大部分的走线、天线辐射组件300及传输线400均设置在天线基板100的异侧，这样不仅合理利用天线基板100的空间，有利于在天线基板100上集成多个天线辐射组件300，提升天线装置的辐射性能，而且通过天线基板100将偏置电路200的绝大部分与天线辐射组件300隔开，不仅保证偏置电路200的走线路径不会受到其他元器件的影响，而且也避免了偏置电路200对天线辐射组件300的辐射信号造成干扰。

参照图10和图11所示，本申请实施例的第二导体430的第二端与有源振子310具体连接时，可以在有源振子310及天线基板100的相应位置上形成第一金属化过孔130(如图10所示)，同时在第二导体430上设置第一焊盘450(如图11所示)，该第一焊盘450通过第一金属化过孔130与有源振子310电连接。其中，金属化过孔又称为过孔，其结构及设置方式可以直接参照现有技术的相关内容，此处不再赘述。

继续参照图10所示，在一种可选的实现方式中，有源振子310包括沿延伸方向即y方向间隔设置的至少两个子有源臂。具体设置时，每个子有源臂可均平行于天线基板100的第一表面110或者第二表面120。馈电结构500与其中一个子有源臂耦合馈电，另一个子有源臂分别与第二导体430的第二端和开关元件210的第二端电连接。例如，另一个子有源臂可通过第二子偏置电路230与开关元件210的第二端电连接。

为了方便描述，至少两个子有源臂包括第一子有源臂311和第二子有源臂312，馈电结构500与第一子有源臂311耦合馈电，第二子有源臂312既与第二导体233的第二端电连接，也通过第二子偏置电路230与开关元件210的第二端电连接。

其中，有源振子310的延伸方向与反射器330或引向器320的延伸方向一致，均为图2中y方向。

参照图10所示，例如，第一子有源臂311为上子有源臂，第二子有源臂312为下子有源臂，馈电结构500的至少部分与上子有源臂相对设置，即馈电结构500的至少部分在天线基板100上的投影区域与上子有源臂在天线基板100上的投影区域部分重合，使得该馈电结构500向上子有源臂耦合馈入射频信号，继而该上子有源臂通过耦合馈电的方式将辐射电流馈入至下子有源臂上，有效的拓宽了有源振子310的辐射带宽。

另外，下有源臂的一端与开关元件210的第二端电连接，下有源臂的另一端与第二导体430的第二端电连接，使得该下有源臂作为偏置电路200的一部分，实现开关元件210与第二导体430之间的电导通，从而保证偏置电路200和天线辐射组件300均接地。

具体设置时，每个子有源臂可以为圆环形、椭圆环形及三角形或者其他任意形状的环形结构，以增大天线增益。

参照图10所示，示例性地，每个子有源臂为具有开口的方环结构，例如，每个子有源臂均为长方形的环状结构，或者正方形的环状结构。

参照图3和图11所示，为了增大馈电结构500与其中一个子有源臂的耦合面积，本申请实施例的馈电结构500可以包括水平臂510和垂直臂520，垂直臂520的一端垂直设置在水平臂510上，水平臂510沿垂直于天线辐射组件300的延伸方向的两端分别与对应的开关元件210的第一端电连接，实现开关元件210与第一导体410之间的电导通。例如，水平臂510沿x方向的两端分别通过第一子偏置电路220与对应的开关元件210的第一端电连接，参照图3所示。

垂直臂520远离水平臂510的一端与第一导体410的第二端电连接，以将第一导体410中的偏置信号和射频信号传输至馈电结构500的垂直臂520上。

参照图11所示，第一导体410的第二端具体通过第二焊盘460与垂直臂520的一端电连接。

其中，水平臂510自身的延伸方向与天线辐射组件300的延伸方向即y方向垂直，垂直臂520自身延伸方向与天线辐射组件300的延伸方向即y方向一致。

为了提高馈电结构500的对称性，垂直臂520可连接在水平臂510的中心，这样，该馈电结构500呈“T”型结构。

馈电结构500的水平臂510与其中一个子有源臂的其中一个边相对设置，例如，该水平臂510与第一子有源臂311的其中一个边相对设置，且水平臂510与该边平行，这样可增大馈电结构500的水平臂510与第一子有源臂311之间的耦合面积，从而提高了馈电结构500与其中一个子有源臂例如第一子有源臂311的耦合馈电效果。

示例性地，水平臂510与上子有源臂的底边相对设置，且该水平臂510与该底边平行，例如，水平臂510与上子有源臂的底边均沿x方向延伸，以增大馈电结构500的水平臂510与上子有源臂之间的耦合面积，从而提高了馈电结构500与上子有源臂的耦合馈电效果。

参照图10和图11所示，为了提高第二导体430与第二子有源臂312例如下子有源臂之间的电连接可靠性，可以在第二子有源臂312例如下子有源臂上形成延伸部3121，第一金属化过孔130设置在该延伸部3121上，第二导体430的第二端的第一焊盘450通过第一金属化过孔130与下子有源臂电连接。

参照图10所示，其中，第一子偏置电路220在与开关元件210的第一端电连接时，可以在开关元件210的第一端以及天线基板100上的相应位置设置第二金属化过孔140，使得第一子偏置电路220的一端通过第二金属化过孔140电连接在开关元件210的第一端。

同样的，第二子偏置电路230的两端分别与开关元件210的第二端和其中一个子有源臂电连接时，可以在开关元件210的第二端以及天线基板100上的相应位置设置第三金属化过孔150，使得第二子偏置电路230的一端通过第三金属化过孔150电连接在开关元件210的第二端，同时，在第二子有源臂312以及天线基板100上的相应位置设置第四金属化过孔160，第二子偏置电路230的另一端通过第四金属化过孔160电连接在第二子有源臂312上。

可以理解的是，设置在开关元件210第一端上的第二金属化过孔140具体可位于开关元件210第一端侧的引向器320或反射器330上，设置在开关元件210第二端上的第三金属化过孔150具体可位于开关元件210第二端侧的引向器320或反射器330上。以引向器320为例，设置在开关元件210第一端上的第二金属化过孔140具体可位于开关元件210第一端侧的引向元件321上，设置在开关元件210第二端上的第三金属化过孔150具体可位于开关元件210第二端侧的引向元件321上。

参照图10所示，在一种可选的实现方式中，反射器330的延伸长度可小于或者等于有源振子310的延伸长度，以提高天线辐射组件300相对于有源振子310的对称性，从而在开关元件210断开时提高了全向辐射模式的对称性，即改善水平方向图的不圆度。

具体设置时，每个反射元件331可以包括沿延伸方向设置的第一部分3311和第二部分3312，第二部分3312位于第一部分3311与开关元件210之间，换句话说，开关元件210的一端连接在第二部分3312上。其中，第二部分3312的宽度小于第一部分3311的宽度。

需要说明的是，反射器330的宽度是指反射器330在垂直于天线辐射组件300的延伸方向即y方向上的宽度，具体可参照图10中x方向所示。

本申请实施例通过将反射元件331的第二部分3312的宽度设置为小于第一部分3311的宽度，即缩小了反射器330中间区域的宽度。其中，在反射器330的延伸长度一定时，反射器330的宽度越小，其定向辐射性能越好这样，可在减小反射器330的长度的同时，保证天线装置在定向辐射模式下的辐射性能不受影响。

图12是本申请一实施例提供的天线装置中开关元件导通时的方向图，图13是本申请一实施例提供的天线装置中开关元件断开时的方向图。参照图12和图13所示，当本申请实施例的开关元件210导通时，本申请实施例的天线装置工作于定向辐射模式，其具体沿x方向的反方向的定向辐射，如图12所示。当本申请实施例的开关元件210断开时，本申请实施例的天线装置工作于全向辐射模式，如图13所示，本申请实施例在全向辐射模式下具有较好的对称性，能够更好的匹配家庭网络Wi-Fi天线使用场景的性能要求。

实施例二

图14是本申请一实施例提供的天线装置的另一种结构示意图。参照图14所示，与实施例一不同的是，本申请实施例中的引向器320的数量还可以为多个，多个引向器320间隔设置在反射器330的对侧，且每个引向器320上均设置有开关元件210。

本申请实施例通过在反射器330的对侧设置多个引向器320，增大了天线装置在定向辐射模式下的增益。

其中，每个引向器320与有源振子310之间的距离可以根据实际场景需求进行调整。

实施例三

图15是本申请一实施例提供的天线装置的又一种结构示意图。参照图15所示，与上述实施例一和实施例二不同的是，本申请实施例的天线辐射组件300包括引向器320和反射器330中的其中一个以及有源振子310，其中，引向器320或反射器330设置在有源振子310的一侧。可以理解的是，当反射器330和引向器320这两者仅存在一个时，该反射器330或者引向器320同样满足两者均存在时其中一者的结构特征。

例如，引向器320包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件321，偏置电路200包括子偏置电路和一个开关元件210，开关元件210的两端分别电连接在两个引向元件321之间。传输线400的第一导体410的第一端分别用于与电路板上的偏置信号端口和射频信号端口电连接，第一导体410的第二端与有源振子310电连接，第一导体410的第二端还通过子偏置电路与开关元件210的第一端电连接，第二导体430的第一端接地，第二导体430的第二端通过子偏置电路与该开关元件210的第二端电连接。

或者，反射器330包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件331，偏置电路200包括子偏置电路和一个开关元件210，开关元件210的两端分别电连接在两个反射元件331之间。

与上述实施例一和实施例二一致的是，子偏置电路还包括射频信号扼制电路，例如，第一子偏置电路220的部分或者全部可以设置为射频信号扼制电路射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至偏置电路内。

以天线装置发射信号为例，对本申请实施例的天线装置的具体工作原理进行说明，具体如下：

传输线400中的第一导体410将射频信号馈入至有源振子310上，使得该有源振子310产生电磁波，同时，当传输线400中的第一导体410将偏置信号传输至偏置电路200中，使得该偏置电路200控制引向器320上的开关元件210导通时，有源振子310上的电磁波通过耦合馈电的方式激励起引向器320上的射频电流，并产生相应的电磁波，使得该天线装置工作于八木天线模式即定向辐射模式。

当传输线400中的第一导体410将偏置信号传输至偏置电路200中，使得该偏置电路200控制引向器320上的开关元件210断开时，引向器320不参与辐射，该天线装置工作于偶极子模式即全向辐射模式。

本申请实施例还提供一种通信设备，包括上述任意一个实施例中提及的天线装置。

需要说明的是，该通信设备可以包括但不限于光猫、服务器、电视机、手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，简称：UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant，简称：PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、交换机等具有天线装置的移动或者固定终端。当然，该通信设备还可以包括通信基站。

本申请实施例通过在通信设备中设置上述天线装置，缩减了天线装置中的天线主体与电路板之间的电缆数量，从而简化了通信设备中天线装置的结构，这样不仅提高了本申请实施例的通信设备及天线装置的装配效率，而且该设置方式更适用于通信设备中多天线辐射组件的集成结构，提高通信设备的信号传输性能。另外，本申请实施例的通信设备中的天线装置的辐射性能也得以保证。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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申请实施例中的具体含义。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

Claims (23)

1.一种天线装置，其特征在于，包括天线辐射组件和偏置电路；

所述天线辐射组件包括有源振子、引向器和反射器，所述引向器和反射器设置在所述有源振子的两侧；其中，所述引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，所述反射器包括沿所述延伸方向间隔设置的两个反射元件；

所述偏置电路包括子偏置电路和两个开关元件，其中一个所述开关元件的两端分别电连接在两个所述引向元件之间，另一个所述开关元件的两端分别电连接在两个所述反射元件之间；

所述有源振子电连接第一导体的第二端，每个所述开关元件的第一端通过所述子偏置电路电连接所述第一导体的第二端，每个所述开关元件的第二端通过所述子偏置电路电连接第二导体的第二端；所述第一导体和所述第二导体绝缘设置在同一传输线中，所述第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，所述第二导体的第一端用于接地；

所述子偏置电路包括射频信号扼制电路，所述射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至所述偏置电路内。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括馈电结构；

每个所述开关元件的第一端通过所述子偏置电路电连接所述第一导体的第二端包括：

所述馈电结构的一端电连接所述第一导体的第二端，所述馈电结构的另一端通过所述子偏置电路与每个所述开关元件的第一端电连接；

所述馈电结构与所述有源振子的至少部分相对且间隔设置，所述馈电结构与所述有源振子之间耦合馈电。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，每个所述开关元件的第二端通过所述子偏置电路电连接第二导体的第二端包括：

所述有源振子电连接所述第二导体的第二端，每个所述开关元件的第二端均通过所述子偏置电路与所述有源振子电连接。

4.根据权利要求2或3所述的天线装置，其特征在于，所述射频信号扼制电路包括第一射频信号扼制电路，所述第一射频信号扼制电路位于所述馈电结构与每个所述开关元件的第一端之间；

所述第一射频信号扼制电路包括第一电感；

所述第一电感串联在所述馈电结构与每个所述开关元件的第一端之间。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述馈电结构与每个所述开关元件的第一端之间均串联有两个所述第一电感；

其中一个所述第一电感邻近所述馈电结构设置，另一个所述第一电感邻近所述开关元件设置。

6.根据权利要求3-5任一项所述的天线装置，其特征在于，所述射频信号扼制电路还包括第二射频信号扼制电路，所述第二射频信号扼制电路位于每个所述开关元件的第二端与所述有源振子之间；

所述第二射频信号扼制电路包括第二电感；

所述第二电感串联在每个所述开关元件的第二端与所述有源振子之间。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，每个所述开关元件的第二端与所述有源振子之间均串联有两个所述第二电感；

其中一个所述第二电感邻近所述开关元件设置，另一个所述第二电感邻近所述有源振子设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的天线装置，其特征在于，所述开关元件为二极管；

所述偏置电路还包括至少两个LC电路，每个所述LC电路分别并联在相应的所述二极管的两端。

9.根据权利要求1-7任一项所述的天线装置，其特征在于，所述开关元件为MEMS开关。

10.根据权利要求2-9任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括天线基板，所述天线基板包括相背设置的第一表面和第二表面；

所述天线辐射组件位于所述第一表面，所述天线装置的馈电结构及所述子偏置电路均位于所述第二表面。

11.根据权利要求1-10任一项所述的天线装置，其特征在于，所述子偏置电路垂直于所述延伸方向。

12.根据权利要求1-11任一项所述的天线装置，其特征在于，所述反射器的延伸长度小于或者等于所述有源振子的延伸长度。

13.根据权利要求12所述的天线装置，其特征在于，所述反射器中，所述反射元件包括沿所述延伸方向设置的第一部分和第二部分，所述第二部分位于所述第一部分与所述开关元件之间；

所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度；

其中，所述反射器的宽度是指所述反射器垂直于所述延伸方向上的宽度。

14.根据权利要求3-13任一项所述的天线装置，其特征在于，所述有源振子包括沿所述延伸方向间隔设置的两个子有源臂；

所述天线装置的馈电结构与其中一个所述子有源臂耦合馈电，另一个所述子有源臂分别与所述开关元件的第二端和所述第二导体的第二端电连接。

15.根据权利要求14所述的天线装置，其特征在于，每个所述子有源臂为具有开口的方环结构；

所述天线装置的馈电结构包括水平臂和垂直臂，所述垂直臂的一端垂直设置在所述水平臂上，所述水平臂沿垂直于所述延伸方向的两端分别与对应的所述开关元件的第一端电连接，所述垂直臂远离所述水平臂的一端与所述第一导体的第二端电连接；

所述水平臂与所述其中一个所述子有源臂的其中一个边相对设置，且所述水平臂与所述其中一个边平行。

16.根据权利要求15所述的天线装置，其特征在于，所述另一个所述子有源臂上具有延伸部，所述延伸部和所述天线装置中天线基板的相应位置均形成有第一金属化过孔，所述第二导体的第二端连接有第一焊盘；

所述第一焊盘通过第一金属化过孔与所述另一个所述子有源臂电连接。

17.根据权利要求1-16任一项所述的天线装置，其特征在于，所述引向器的数量为多个，多个引向器间隔设置，且每个所述引向器上均设置有开关元件。

18.根据权利要求1-17任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括所述传输线。

19.根据权利要求18所述的天线装置，其特征在于，所述传输线还包括外护套；

所述第二导体绝缘设置在所述第一导体的外周，所述外护套设置在所述第二导体的外周。

20.一种天线装置，其特征在于，包括天线辐射组件和偏置电路；

所述天线辐射组件包括引向器和反射器中的其中一个及有源振子，所述引向器或所述反射器设置在所述有源振子的一侧，

其中，所述引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，所述偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，所述开关元件的两端分别电连接在两个所述引向元件之间；或者，所述反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件，所述偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，所述开关元件的两端分别电连接在两个所述反射元件之间；

所述有源振子电连接第一导体的第二端，所述开关元件的第一端通过所述子偏置电路电连接所述第一导体的第二端，所述开关元件的第二端通过所述子偏置电路电连接第二导体的第二端；所述第一导体和所述第二导体绝缘设置在同一传输线中，所述第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，所述第二导体的第一端用于接地；

所述子偏置电路包括射频信号扼制电路，所述射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至所述偏置电路内。

21.根据权利要求20所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括所述传输线。

22.一种通信设备，其特征在于，包括天线装置；

所述天线装置包括天线辐射组件和偏置电路；

所述天线辐射组件包括有源振子、引向器和反射器，所述引向器和反射器设置在所述有源振子的两侧；其中，所述引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，所述反射器包括沿所述延伸方向间隔设置的两个反射元件；

所述偏置电路包括子偏置电路和两个开关元件，其中一个所述开关元件的两端分别电连接在两个所述引向元件之间，另一个所述开关元件的两端分别电连接在两个所述反射元件之间；

所述有源振子电连接第一导体的第二端，每个所述开关元件的第一端通过所述子偏置电路电连接所述第一导体的第二端，每个所述开关元件的第二端通过所述子偏置电路电连接第二导体的第二端；所述第一导体和所述第二导体绝缘设置在同一传输线中，所述第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，所述第二导体的第一端用于接地；

所述子偏置电路包括射频信号扼制电路，所述射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至所述偏置电路内。

23.一种通信设备，其特征在于，包括天线装置；

所述天线装置包括天线辐射组件和偏置电路；

所述天线辐射组件包括引向器和反射器中的其中一个及有源振子，所述引向器或所述反射器设置在所述有源振子的一侧，

其中，所述引向器包括沿延伸方向间隔设置的两个引向元件，所述偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，所述开关元件的两端分别电连接在两个所述引向元件之间；或者，所述反射器包括沿延伸方向间隔设置的两个反射元件，所述偏置电路包括一个开关元件和子偏置电路，所述开关元件的两端分别电连接在两个所述反射元件之间；

所述有源振子电连接第一导体的第二端，所述开关元件的第一端通过所述子偏置电路电连接所述第一导体的第二端，所述开关元件的第二端通过所述子偏置电路电连接第二导体的第二端；所述第一导体和所述第二导体绝缘设置在同一传输线中，所述第一导体的第一端分别用于电连接偏置信号端口和射频信号端口，所述第二导体的第一端用于接地；

所述子偏置电路包括射频信号扼制电路，所述射频信号扼制电路用于扼制射频信号进入至所述偏置电路内。

Images