一种天线和无线路由器制造技术

本发明专利技术适用于通信领域，提供了一种天线和无线路由器。所述天线包括辐射器、引向器、至少一个吸波器和反射器，相对于辐射器的辐射方向，引向器位于辐射器的前方，反射器位于辐射器的后方，吸波器位于辐射器的侧面；所述辐射器包括基板、附着于基板的正面的复合左右手传输线单元、附着于基板的底面的电磁场带隙EBG结构和位于EBG结构侧的、与复合左右手传输线单元相连的作为地的金属平板。本发明专利技术的天线尺寸小、低剖面、水平全向辐射、高效率、宽带宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信领域，尤其涉及一种天线和无线路由器。
技术介绍
现有技术的天线包括辐射器、反射器、引向器和隔离元件等。其中辐射器主要采用偶极子或者单极子提供水平全向且垂直极化辐射性能，偶极子或者单极子是一种天线电长度为波长的二分之一或者四分之长度的辐射器，其辐射在水平面上是全向辐射，并且辐射电场的极化方向与大地垂直，即为垂直极化，该类型辐射器在使用时，一般垂直于水平面外置于天线外。然而该辐射器的带宽窄、辐射效率低、剖面高且无法平面化，从而使现有技术的天线尺寸大、天线带宽窄、辐射效率低、剖面高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天线和无线路由器，旨在解决现有技术的天线的辐射器的带宽窄、辐射效率低、剖面高且无法平面化，从而使现有技术的天线尺寸大、天线带宽窄、辐射效率低、剖面高的问题。第一方面，提供了一种天线，所述天线包括辐射器、引向器、至少一个吸波器和反射器，相对于辐射器的辐射方向，引向器位于辐射器的前方，反射器位于辐射器的后方，吸波器位于辐射器的侧面；所述辐射器包括基板、附着于基板的正面的复合左右手传输线单元、附着于基板的底面的电磁场带隙EBG结构和位于EBG结构侧的、与复合左右手传输线单元相连的作为地的金属平板。进一步地，所述天线还包括至少一个隔离器，隔离器位于吸波器背向辐射器的后面，或者位于吸波器朝向辐射器的前面。进一步地，所述隔离器采用工字形的单负介电常数材料；反射器是金属平板或者是反射器包括基板和附着于基板正面的多个周期性的金属贴片。进一步地，所述复合左右手传输线单元包括多个周期性的金属贴片，每个金属贴片形成有由感性的金属线加载形成的镂空图案，镂空图案的金属线形成等效电感。进一步地，所述EBG结构包括多个周期性的单元结构，所述EBG结构的单元结构具有镂空图案，EBG结构的镂空图案采用弯折线样式、弧线样式或三角形样式。进一步地，所述EBG结构与金属平板之间具有空气层间隙，或者，金属平板通过绝缘介质附着在EBG结构上。进一步地，所述基板的正面还附着有位于复合左右手传输线单元的周围的EBG结构。进一步地，所述引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏，第一电容屏和第二电容屏均等效为一个电容；第一电容屏和第二电容屏均包括基板和附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片，附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片所在的面作为第一电容屏和第二电容屏的正面，基板的底面作为第一电容屏和第二电容屏的底面；谐振屏包括基板和附着于基板正面的多个周期性的单元结构，每个单元结构包括外导体、内导体和位于外导体和内导体之间的弯折槽；附着于基板正面的多个周期性的单元结构所在的面作为谐振屏的正面；第一电容屏的底面朝着谐振屏的底面，第二电容屏的底面朝着谐振屏的正面；第一电容屏朝向辐射器，第二电容屏朝向天线的外部。进一步地，所述谐振屏的基板的底面包括金属平板，金属平板具有周期性的槽。进一步地，所述引向器还包括一个零折射率透镜，或者，所述引向器还包括一个零折射率透镜和另一个FSS透镜；零折射率透镜具有多个周期性的单元结构，单元结构呈环形结构，零折射率透镜具有多个周期性的单元结构的面作为零折射率透镜的正面，零折射率透镜的背面朝向FSS透镜；零折射率透镜朝向辐射器，FSS透镜朝向天线的外部。进一步地，所述吸波器包括基板、附着于基板正面的超材料层和附着于基板底面的金属平板层，超材料层具有多个周期性的单元结构，每个单元结构形成有镂空图案，镂空图案是由感性的金属线加载形成的，镂空图案形成等效电感。进一步地，所述单元结构是金属贴片，每个单元结构形成的镂空图案位于中央，所述单元结构呈方形，单元结构的每条边与相邻单元结构的相邻边之间形成等效电容，等效电容与等效电感并联，每个单元结构的每条边与相邻单元结构的相邻边之间焊接有电阻，从而将电阻与等效电容和等效电感并联，每个单元结构的每条边与相邻单元结构的相邻边之间焊接有电容，从而将电阻和电容并联。进一步地，每个单元结构的中央具有方形孔，镂空图案形成于方形孔的外围，镂空图案的外围是地，镂空图案与地之间形成等效电容，等效电容与等效电感并联，每个单元结构的每条边的镂空图案与地之间焊接有电阻，从而将电阻与等效电容和等效电感并联，每个单元结构的每条边的镂空图案与地之间焊接有电容，从而将电阻和电容并联。第二方面，提供了一种无线路由器，所述无线路由器包括上述的天线。在本专利技术中，由于天线的辐射器包括附着于基板的正面的复合左右手传输线单元和附着于基板的底面的EBG结构和位于EBG结构侧的、与复合左右手传输线单元相连的作为地的金属平板，因此该辐射器剖面低，实现了天线的小型化，另外，EBG结构可消除复合左右手传输线单元与地之间的表面波，进而提高天线的效率，并增加天线的带宽；另外，由于复合左右手传输线单元包括多个周期性的金属贴片，每个金属贴片形成有由感性的金属线加载形成的镂空图案，镂空图案的金属线形成等效电感，因此，减少了谐振时需要的对地等效并联电容并且提高了对地等效并联电感，从而减小了天线面积，实现了天线的小型化；又由于EBG结构与金属平板之间具有空气层间隙，空气层间隙减少了天线的等效介电常数，从而提高了天线效率与带宽。在本专利技术中，由于天线的引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏。因此电磁波将直接从FSS透镜透射而过，不会对天线的前后比造成影响，且对天线3dB波瓣宽度的压缩幅度大，能将天线3dB波瓣宽度压缩30°以上，压缩波瓣宽度的性能远好于传统的天线引向器；同时电磁波经过FSS透镜后，球面波很快转换成了平面波，电磁波的能量不会再向辐射源的两侧辐射，因此，提高了采用本专利技术的天线引向器的MIMO系统的天线间隔离度。又由于天线的引向器包括一个零折射率透镜和一个FSS透镜，或者，包括一个零折射率透镜和两个FSS透镜，因此两类透镜同时作用，既压缩波瓣宽度，又提高了天线间隔离度。在本专利技术中，由于吸波器包括附着于基板正面的超材料层和附着于基板底面的金属平板层，因此使天线的带宽变宽，且减少了大量的电磁反射，显著提高天线间的隔离度，对天线其他的性能并未造成任何影响，将其应用于多天线构成MIMO系统中，可提高天线间隔离度，改善系统通信容量，增加系统的抗干扰能力。又由于超材料层具有多个周期性的单元结构，每个单元结构形成有镂空图案，镂空图案是由感性的金属线加载形成的，镂空图案形成等效电感，因此提高了单元结构的等效电感，小型化整个单元结构，从而小型化整个吸波器，使得在相同的面积下超材料层能容纳的更多数量的周期和单元结构，让吸波器的吸收率更佳。又由于单元结构的每条边与相邻单元结构的相邻边之间焊接有电阻，或者，每个单元结构的每条边的镂空图案与地之间焊接有电阻，因此能匹配空气阻抗，同时吸收被底面金属平板层反射的电磁波能量，从而起到减小反射的作用。另外，由于单元结构的每条边与相邻单元结构的相邻边之间焊接有电容，或者，每个单元结构的每条边的镂空图案与地之间焊接有电容，从而将电阻和电容并联，以进一步小型化整个吸波器。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的天线的结构示意图。图2是本专利技术实施例一提供的天线的隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线，其特征在于，所述天线包括辐射器、引向器、至少一个吸波器和反射器，相对于辐射器的辐射方向，引向器位于辐射器的前方，反射器位于辐射器的后方，吸波器位于辐射器的侧面；所述辐射器包括基板、附着于基板的正面的复合左右手传输线单元、附着于基板的底面的电磁场带隙EBG结构和位于EBG结构侧的、与复合左右手传输线单元相连的作为地的金属平板。

【技术特征摘要】
1.一种天线，其特征在于，所述天线包括辐射器、引向器、至少一个吸波器和反射器，相对于辐射器的辐射方向，引向器位于辐射器的前方，反射器位于辐射器的后方，吸波器位于辐射器的侧面；所述辐射器包括基板、附着于基板的正面的复合左右手传输线单元、附着于基板的底面的电磁场带隙EBG结构和位于EBG结构侧的、与复合左右手传输线单元相连的作为地的金属平板。2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括至少一个隔离器，隔离器位于吸波器背向辐射器的后面，或者位于吸波器朝向辐射器的前面。3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述隔离器采用工字形的单负介电常数材料；反射器是金属平板或者是反射器包括基板和附着于基板正面的多个周期性的金属贴片。4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述复合左右手传输线单元包括多个周期性的金属贴片，每个金属贴片形成有由感性的金属线加载形成的镂空图案，镂空图案的金属线形成等效电感。5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述EBG结构包括多个周期性的单元结构，所述EBG结构的单元结构具有镂空图案，EBG结构的镂空图案采用弯折线样式、弧线样式或三角形样式。6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述EBG结构与金属平板之间具有空气层间隙，或者，金属平板通过绝缘介质附着在EBG结构上。7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述基板的正面还附着有位于复合左右手传输线单元的周围的EBG结构。8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏，第一电容屏和第二电容屏均等效为一个电容；第一电容屏和第二电容屏均包括基板和附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片，附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片所在的面作为第一电容屏和第二电容屏的正面，基板的底面作为第一电容屏和第二电容屏的底面；谐振屏包括基板和附着于基板正面的多个周期性的单元结构，每个单元结构包括外导...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏华峰，张利鹏，陈开宏，王照，何丽娥，
申请(专利权)人：深圳鲲鹏无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44