[发明专利]一种天线和无线路由器

说明书

本发明适用于电学领域，提供了一种天线和无线路由器。所述天线包括介质基板、附着于介质基板的正面的金属贴片、位于介质基板的底面侧的金属接地板、以及连通金属贴片和金属接地板的电壁。该天线具有实现了单极子或者偶极子类型天线的全部电特性的能力，即：辐射方向图在水平面方向全向，电场极化方向为垂直极化，且相比较于传统单极子天线结构，该天线又具备结构上极低剖面和高增益等优点。

技术领域

本发明属于电学领域，尤其涉及一种天线和无线路由器。

背景技术

现有技术的单极子天线包括以下电特性：辐射方向图在水平面方向全向；电场极化方向为垂直极化，即远区辐射场的电场方向在水平方向上垂直于水平面；具有2dBi以上的天线增益(决定于天线金属地尺寸)。

在现有技术条件下，实现上述电特性主要有4种手段：

1、使用传统的偶极子天线或者单极子天线，即偶极子或者鞭状单极子天线。

2、使用EBG(电磁场带隙)结构形成平面零阶谐振天线。该结构采用了等效磁流辐射和对偶天线原理，当EBG结构处于零阶谐振时，其电场在EBG结构内部呈均匀分布状态，即电场在EBG结构内部处处相等，且由于电场方向为z方向，此时，依据等效磁流公式可知，磁流在EBG结构开口处呈现出环绕EBG结构中心轴流动的且幅度相等的特性，该特性类似于环天线的电流分布，而磁流与电流恰好对偶，因此，基于BEG结构的零阶谐振天线与环天线互为对偶天线，对偶天线在电特性上的具体表现为方向图和极化方向完全相反。由于单极子天线也与环天线互为对偶天线，因此BEG结构的零阶谐振天线的电特性与单极子天线相同。

3、复合左右手(CRLH)开路零阶谐振天线，该天线利用零阶谐振时，电流与环天线类似的方式，将天线垂直于水平面摆放，实现了类单极子天线的电特性。

4、倒F天线，该天线利用了微带贴片天线电磁场分布在贴片的中心位置为零的特性，在微带贴片天线的中心插入一个接地点，从而实现了一种与倒F形状类型的天线，该天线具有方向图在水平面全向辐射且极化垂直于水平面的特性。

虽然上述四种天线均能实现类似单极子天线的电特性，但是上述四种天线均有其各自缺点，具体如下：

1、偶极子天线或者单极子天线要实现应有的电气性能，必须要求偶极子天线或者单极子天线的电高度的尺寸为二分之一波长或者四分之一波长，以2.4GHz天线为例，偶极子天线和单极子天线分别需要约60mm和30mm的长度才能获得较好的电性能，因此，偶极子天线或者单极子天线用以实现上述的三点电特性，天线的高度无法降低太多，从而导致天线剖面过大。

2、EBG结构的零阶谐振天线能满足类单极电性能的同时，具有很低的剖面，但是该天线辐射效率很低，正常技术条件下无法满足实际应用要求，如需提高天线的辐射效率，则需要将天线的厚度提高，同时降低EBG贴片与地之间的基材换介电常数，该做法将导致EBG贴片到地的金属化通孔被探针代替，增加了焊接量，导致生产工艺复杂化，成本上升。

3、用CRLH零阶谐振实现的类单极子天线辐射性能较好，其辐射效率较高，且驻波比(VoltageStandingWaveRatio，VSWR)带宽也比较宽，但是该类型天线需要竖直放置才能实现类单极性能，因此，其天线剖面比EBG结构大的多。此外，由于该类型天线需要在侧面放置连接上下两面地的侧面地，导致天线在水平相的辐射方向图不圆度较差，除此外，该类型天线的交叉极化鉴别率性能也远不如偶极子天线、单极子天线和EBG类型天线高。

4、倒F天线本身具有单极子天线和微带贴片天线的特点，该特点导致天线的长度必须为四分之一波长才能实现理想性能，因此，该类型天线难以小型化，同时由于微带贴片天线本身的交叉极化鉴别率较差，这也导致了从微带贴片天线演化而来的倒F天线交叉极化鉴别率性能比偶极子天线、单极子天线和EBG结构的零阶谐振天线差。

发明内容