随着移动通信技术的迅速发展， 现代通信向小型化、 集成化、 多功能 (多 频段、 多极化和多用途)的方向发展。 天线作为无线通信系统中最重要的部件 之一， 它的尺寸成为制约通信系统进一步小型化的瓶 颈之一， 因而设计小型 化、 集成化、 多功能天线己成为当前天线界研究的重点。

国内外在小型化多频段天线方面有很多文献， 其中， 《信息技术》在

2011年 12月 25 日刊登有一篇文章 《小型化基站天线带来的影响》最有代 表性，该文主要介绍了一种可用于 806 ~ 960MHz, 1710 ~ 2170MHz和 1710 ~ 2170MHz的三频段基站天线， 该天线的体积为： 1340mmx380 mmx l00 mm。 但对于天线小型化要求日益提高的新型通信系 统， 该天线的体积仍然过大， 需要进一步研究小型化天线， 特别是研究具有低轮廓特性的小型化天线， 以 便方便天线的架设和安装。

基于上述天线小型化需求， 电磁耦极子天线应运而生。 但是， 在现有技 术中， 电磁耦极子天线无法适应通信宽带化需求。 发明内容

本发明实施例提供一种电磁耦极子天线， 以适应通信宽带化需求。

本发明实施例提供的电磁耦极子天线包括金属 地和设置在所述金属地上 的天线辐射单元， 所述天线辐射单元包括垂直电振子、 水平磁振子和寄生单 元， 所述垂直电振子和所述水平磁振子构成第一谐 振回路， 所述寄生单元与 所述水平磁振子构成第二谐振回路， 所述第一谐振回路的谐振频率与所述第 二谐振回路的谐振频率之差小于预设阈值， 以使所述第一谐振回路与所述第 二谐振回路形成频带展宽的谐振回路。

在第一种可能的实现方式中， 所述水平磁振子固定在所述垂直电振子的 上方， 所述寄生单元固定在所述水平磁振子的上方。

结合上述第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 所述水 平磁振子和所述寄生单元固定在金属柱上， 所述金属柱的一端固定在所述金 属地上。

结合上述第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 所述水 平磁振子为表面覆盖有金属层的盘状结构。

结合上述第一种至第三种中任一种可能的实现 方式， 在第四种可能的实 现方式中， 所述垂直电振子包括分布在所述水平磁振子下 方且固定在所述金 属地上的至少两个垂直电振子单元。

结合上述第四种可能的实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 每个垂 直电振子为 T型结构， 所述 T型结构包括盘状导体结构和金属棒状结构， 所 述金属棒状结构的一端固定在所述金属地上， 所述金属棒状结构的另一端水 平设置所述盘状导体结构。

结合上述第一种至第五种中任一种可能的实现 方式， 在第六种可能的实 现方式中， 所述垂直电振子和水平磁振子之间通过介质实 现电磁耦合。

结合上述第一种至第六种中任一种可能的实现 方式， 在第七种可能的实 现方式中， 所述寄生单元与所述水平磁振子之间的距离 D满足 0.02 < D < 0.06 /1 , 其中 A为中心频点对应的波长。

结合上述第一种至第七种中任一种可能的实现 方式， 在第八种可能的实 现方式中， 所述寄生单元的尺寸小于所述水平磁振子的尺 寸。

结合上述第一种至第八种中任一种可能的实现 方式， 在第九种可能的实 现方式中， 所述寄生单元为圓片状结构或者为多边形片状 结构。

本发明实施例通过在天线辐射单元中增加寄生 单元， 将该寄生单元与水 平磁振子构成第二谐振回路， 且垂直电振子和水平磁振子构成的第一谐振回 路的谐振频率与该第二谐振回路的谐振频率之 差小于预设阈值， 从而使得第 一谐振回路与所述第二谐振回路形成频带展宽 的谐振回路， 从而实现了一种 频带展宽的电磁耦极子天线， 进而适应通信宽带化的需求。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一 简单地介绍， 显而易见地， 下 面描述中的附图是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在 不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明电磁耦极子天线一实施例的整体结� �示意图；

图 2为图 1所示电磁耦极子天线的俯视结构示意图；

图 3为图 1所示电磁耦极子天线的剖面结构示意图；

图 4为图 1所示电磁耦极子天线中垂直电振子的结构示� �图； 图 5为本发明电磁耦极子天线一实施例与现有电� �耦极子天线的天线端 口反射系数的比较示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电磁耦极子天线， 该天线包括金属地和设置在该 金属地上的天线辐射单元， 其中， 天线辐射单元可以包括垂直电振子、 水平 磁振子和寄生单元， 该垂直电振子和水平磁振子可以构成第一谐振 回路， 寄 生单元与水平磁振子可以构成第二谐振回路， 该第一谐振回路的谐振频率与 第二谐振回路的谐振频率之差小于预设阈值， 以使第一谐振回路与第二谐振 回路形成频带展宽的谐振回路。

具体来说， 电磁耦极子天线是一种基于电耦极子与磁耦极 子互补的新型 天线。 该电磁耦极子天线可以包括金属地和设置在该 金属地上的天线辐射单 元， 该金属地可以为一导电金属板， 该天线辐射单元可以包括垂直电振子和 水平磁振子。 该垂直电振子与水平磁振子可以构成第一谐振 回路。 本发明实 施例的天线辐射单元可以进一步包括寄生单元 ， 该寄生单元与水平磁振子构 成第二谐振回路。 该第二谐振回路的谐振频率与第一谐振回路的 谐振频率十 分接近， 例如两个谐振频率的差值可以小于预设阈值， 使得第一谐振回路与 第二谐振回路形成频带展宽的谐振回路， 从而可以优化天线阻抗匹配， 以适 应通信宽带化的需求。

本实施例的电磁耦极子天线的工作原理为： 多个激励源对多个垂直电振 子进行激励， 该垂直电振子通过介质与水平磁振子进行电磁 耦合， 通过垂直 电振子和水平磁振子间的第一谐振回路， 实现第一级电磁能量辐射， 该水平 磁振子通过介质与寄生单元进行电磁耦合， 通过水平磁振子和寄生单元间的 第二谐振回路， 实现第二级电磁能量辐射。

在具体实现时， 垂直电振子和水平磁振子之间既可以通过空气 实现电磁 耦合， 也可以通过其它介质进行电磁耦合。 类似地， 水平磁振子和寄生单元 之间既可以通过空气实现电磁耦合， 也可以通过其它介质进行电磁耦合。

另外， 需要说明的是， 上述的预设阈值可以在一定范围内浮动， 只要能 够保证第一谐振回路与第二谐振回路能够形成 频带展宽的谐振回路即可。 而 且， 本领域技术人员可以根据需要， 自行对寄生单元进行设计， 从而满足两 个谐振回路的谐振频率相近的需求。

在具体实现时， 水平磁振子可以固定在垂直电振子的上方以形 成第一谐 振回路， 从而使得垂直电振子在参与辐射时， 可以以空气耦合方式或者其它 介质耦合方式对水平磁振子进行差分馈电； 寄生单元可以固定在水平磁振子 的上方以形成第二谐振回路， 从而使得水平磁振子在参与辐射时， 可以以空 气耦合方式或者其它介质耦合方式对寄生单元 进行差分馈电， 进而使得两个 谐振回路形成频带展宽的谐振回路。

进一步地， 水平磁振子和寄生单元可以通过金属柱固定在 金属地上， 即 金属柱的一端固定在金属地上， 水平磁振子和寄生单元可以穿过金属柱固定 在该金属柱的另一端， 且寄生单元被固定在水平磁振子的正上方。

下面釆用两个具体的实施例对本发明的技术方 案进行详细说明。

图 1为本发明电磁耦极子天线一实施例的整体结� �示意图， 图 2为图 1 所示电磁耦极子天线的俯视结构示意图， 图 3为图 1所示电磁耦极子天线的 剖面结构示意图， 图 4为图 1所示电磁耦极子天线中垂直电振子的结构示� � 图。 如图 1〜4所示， 本实施例的电磁耦极子天线包括金属地 1和天线辐射单 元 2。 该天线辐射单元 2可以包括垂直电振子 21、 水平磁振子 22以及寄生单 元 23。

该金属地 1可以为一个正方形平面结构， 尺寸例如可以为 150mm (长） 150mm (宽） x lmm (厚） 。

垂直电振子 21可以包括分布在水平磁振子 22下方且固定在金属地 1上 的至少四个垂直电振子单元 211。对于每个垂直电振子单元 211来说，其为 T 型结构， 该 T型结构包括盘状导体结构 211a和金属棒状结构 211b, 金属棒 状结构 211b的一端固定在金属地 1上， 金属棒状结构 211b的另一端水平设 置盘状导体结构 211a。 金属棒状结构 211b例如可以为半径为 1.29 mm的圓 柱体，其高度例如可以为 17.6 mm。盘状导体结构 211a例如可以为半径为 5.3 mm且厚度为 0.5mm的圓盘。 需要说明的是， 图 4中仅示出了四个垂直电振 子单元 211均勾分布的实现方式， 本领域技术人员可以理解的是， 垂直电振 子 21包含的垂直电振子单元 211的数目可以根据需要自行调整， 而且， 其分 布方式和具体结构也可以进行适当调整， 本实施例并不限制。

水平磁振子 22可以为金属盘状结构或者表面覆盖有金属层� ��盘状结构。 寄生单元 23可以为圓片状结构， 可替换的， 该寄生单元 23也可以为多 边形片状结构。

水平磁振子 22以及寄生单元 23可以通过金属柱 3固定在各个垂直电振 子单元 211的上方， 且寄生单元 23固定在水平磁振子 22上方。

优选地， 寄生单元 23与水平磁振子 22之间的距离 D可以满足 0.02 < D < 0.06/1 , 其中 A为中心频点对应的波长。 例如， 寄生单元 23与水平磁振子 22之间的距离 D可以设置为 0.025 。

优选地， 寄生单元 23的尺寸小于水平磁振子 22的尺寸。 例如， 寄生单 元 23的直径比水平磁振子 22的半径小 2.6mm。

图 5为本发明电磁耦极子天线一实施例与现有电� �耦极子天线的天线端 口反射系数的比较示意图， 由图 5可以看出， 在电磁耦极子天线上增设寄生 单元后， 在 1.71GHz〜2.17GHz频段内， 天线端口反射系数全都降低至 -14dB 以下， 满足宏蜂窝驻波比带宽要求， 从而实现了频带展宽。

可以理解的是， 本发明并不限于上述特定的电磁耦极子天线结 构， 本领 域技术人员也可以在现有电磁耦极子天线上增 加寄生单元， 只要保证寄生单 元与水平磁振子之间形成的第二谐振回路与垂 直电振子和水平磁振子构成的 第一谐振回路构成频率展宽的谐振回路即可。

本发明实施例通过在天线辐射单元中增加寄生 单元， 将该寄生单元与水 平磁振子构成第二谐振回路， 且垂直电振子和水平磁振子构成的第一谐振回 路的谐振频率与该第二谐振回路的谐振频率之 差小于预设阈值， 从而使得第 一谐振回路与所述第二谐振回路形成频带展宽 的谐振回路， 从而实现了一种 频带展宽的电磁耦极子天线， 进而适应通信宽带化的需求。

最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明， 本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改, 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例 技术方案的范围。