本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種天線和無線路由器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的天線包括輻射器、反射器、引向器和隔離元件等。其中輻射器主要采用偶極子或者單極子提供水平全向且垂直極化輻射性能，偶極子或者單極子是一種天線電長度為波長的二分之一或者四分之長度的輻射器，其輻射在水平面上是全向輻射，并且輻射電場的極化方向與大地垂直，即為垂直極化，該類型輻射器在使用時(shí)，一般垂直于水平面外置于天線外。然而該輻射器的帶寬窄、輻射效率低、剖面高且無法平面化，從而使現(xiàn)有技術(shù)的天線尺寸大、天線帶寬窄、輻射效率低、剖面高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種天線和無線路由器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的天線的輻射器的帶寬窄、輻射效率低、剖面高且無法平面化，從而使現(xiàn)有技術(shù)的天線尺寸大、天線帶寬窄、輻射效率低、剖面高的問題。

第一方面，提供了一種天線，所述天線包括輻射器、引向器、至少一個(gè)吸波器和反射器，相對于輻射器的輻射方向，引向器位于輻射器的前方，反射器位于輻射器的后方，吸波器位于輻射器的側(cè)面；所述輻射器包括基板、附著于基板的正面的復(fù)合左右手傳輸線單元、附著于基板的底面的電磁場帶隙EBG結(jié)構(gòu)和位于EBG結(jié)構(gòu)側(cè)的、與復(fù)合左右手傳輸線單元相連的作為地的金屬平板。

進(jìn)一步地，所述天線還包括至少一個(gè)隔離器，隔離器位于吸波器背向輻射器的后面，或者位于吸波器朝向輻射器的前面。

進(jìn)一步地，所述隔離器采用工字形的單負(fù)介電常數(shù)材料；反射器是金屬平板或者是反射器包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的金屬貼片。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合左右手傳輸線單元包括多個(gè)周期性的金屬貼片，每個(gè)金屬貼片形成有由感性的金屬線加載形成的鏤空圖案，鏤空圖案的金屬線形成等效電感。

進(jìn)一步地，所述EBG結(jié)構(gòu)包括多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，所述EBG結(jié)構(gòu)的單元結(jié)構(gòu)具有鏤空圖案，EBG結(jié)構(gòu)的鏤空圖案采用彎折線樣式、弧線樣式或三角形樣式。

進(jìn)一步地，所述EBG結(jié)構(gòu)與金屬平板之間具有空氣層間隙，或者，金屬平板通過絕緣介質(zhì)附著在EBG結(jié)構(gòu)上。

進(jìn)一步地，所述基板的正面還附著有位于復(fù)合左右手傳輸線單元的周圍的EBG結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述引向器包括一個(gè)頻率選擇表面FSS透鏡，F(xiàn)SS透鏡包括第一電容屏、第二電容屏和位于第一電容屏和第二電容屏之間的諧振屏，第一電容屏和第二電容屏均等效為一個(gè)電容；

第一電容屏和第二電容屏均包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的電容性金屬貼片，附著于基板正面的多個(gè)周期性的電容性金屬貼片所在的面作為第一電容屏和第二電容屏的正面，基板的底面作為第一電容屏和第二電容屏的底面；

諧振屏包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)包括外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體和位于外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體之間的彎折槽；附著于基板正面的多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)所在的面作為諧振屏的正面；

第一電容屏的底面朝著諧振屏的底面，第二電容屏的底面朝著諧振屏的正面；

第一電容屏朝向輻射器，第二電容屏朝向天線的外部。

進(jìn)一步地，所述諧振屏的基板的底面包括金屬平板，金屬平板具有周期性的槽。

進(jìn)一步地，所述引向器還包括一個(gè)零折射率透鏡，或者，所述引向器還包括一個(gè)零折射率透鏡和另一個(gè)FSS透鏡；零折射率透鏡具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，單元結(jié)構(gòu)呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，零折射率透鏡具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)的面作為零折射率透鏡的正面，零折射率透鏡的背面朝向FSS透鏡；零折射率透鏡朝向輻射器，F(xiàn)SS透鏡朝向天線的外部。

進(jìn)一步地，所述吸波器包括基板、附著于基板正面的超材料層和附著于基板底面的金屬平板層，超材料層具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感。

進(jìn)一步地，所述單元結(jié)構(gòu)是金屬貼片，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)形成的鏤空圖案位于中央，所述單元結(jié)構(gòu)呈方形，單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間形成等效電容，等效電容與等效電感并聯(lián)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，從而將電阻與等效電容和等效電感并聯(lián)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)。

進(jìn)一步地，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的中央具有方形孔，鏤空圖案形成于方形孔的外圍，鏤空圖案的外圍是地，鏤空圖案與地之間形成等效電容，等效電容與等效電感并聯(lián)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，從而將電阻與等效電容和等效電感并聯(lián)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)。

第二方面，提供了一種無線路由器，所述無線路由器包括上述的天線。

在本實(shí)用新型中，由于天線的輻射器包括附著于基板的正面的復(fù)合左右手傳輸線單元和附著于基板的底面的EBG結(jié)構(gòu)和位于EBG結(jié)構(gòu)側(cè)的、與復(fù)合左右手傳輸線單元相連的作為地的金屬平板，因此該輻射器剖面低，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，另外，EBG結(jié)構(gòu)可消除復(fù)合左右手傳輸線單元與地之間的表面波，進(jìn)而提高天線的效率，并增加天線的帶寬；另外，由于復(fù)合左右手傳輸線單元包括多個(gè)周期性的金屬貼片，每個(gè)金屬貼片形成有由感性的金屬線加載形成的鏤空圖案，鏤空圖案的金屬線形成等效電感，因此，減少了諧振時(shí)需要的對地等效并聯(lián)電容并且提高了對地等效并聯(lián)電感，從而減小了天線面積，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化；又由于EBG結(jié)構(gòu)與金屬平板之間具有空氣層間隙，空氣層間隙減少了天線的等效介電常數(shù)，從而提高了天線效率與帶寬。

在本實(shí)用新型中，由于天線的引向器包括一個(gè)頻率選擇表面FSS透鏡，F(xiàn)SS透鏡包括第一電容屏、第二電容屏和位于第一電容屏和第二電容屏之間的諧振屏。因此電磁波將直接從FSS透鏡透射而過，不會(huì)對天線的前后比造成影響，且對天線3dB波瓣寬度的壓縮幅度大，能將天線3dB波瓣寬度壓縮30°以上，壓縮波瓣寬度的性能遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的天線引向器；同時(shí)電磁波經(jīng)過FSS透鏡后，球面波很快轉(zhuǎn)換成了平面波，電磁波的能量不會(huì)再向輻射源的兩側(cè)輻射，因此，提高了采用本實(shí)用新型的天線引向器的MIMO系統(tǒng)的天線間隔離度。又由于天線的引向器包括一個(gè)零折射率透鏡和一個(gè)FSS透鏡，或者，包括一個(gè)零折射率透鏡和兩個(gè)FSS透鏡，因此兩類透鏡同時(shí)作用，既壓縮波瓣寬度，又提高了天線間隔離度。

在本實(shí)用新型中，由于吸波器包括附著于基板正面的超材料層和附著于基板底面的金屬平板層，因此使天線的帶寬變寬，且減少了大量的電磁反射，顯著提高天線間的隔離度，對天線其他的性能并未造成任何影響，將其應(yīng)用于多天線構(gòu)成MIMO系統(tǒng)中，可提高天線間隔離度，改善系統(tǒng)通信容量，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。又由于超材料層具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感，因此提高了單元結(jié)構(gòu)的等效電感，小型化整個(gè)單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個(gè)吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。又由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，或者，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，因此能匹配空氣阻抗，同時(shí)吸收被底面金屬平板層反射的電磁波能量，從而起到減小反射的作用。另外，由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，或者，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個(gè)吸波器。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的隔離器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器中的復(fù)合左右手傳輸線單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器中的EBG結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器中的地的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器中的復(fù)合左右手傳輸線單元和EBG結(jié)構(gòu)附著于基板正面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的第一電容屏和第二電容屏的正面示意圖。

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的第一電容屏和第二電容屏的底面示意圖。

圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的諧振屏的正面示意圖。

圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的諧振屏的底面示意圖。

圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的采用的分形電容屏的正面示意圖。

圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的采用的耶路撒冷十字架諧振屏的正面示意圖。

圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的零折射率透鏡的正面示意圖。

圖18是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的零折射率透鏡的底面示意圖。

圖19是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的電容屏的正面示意圖。

圖20是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的電容屏的底面示意圖。

圖21是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的諧振屏的正面示意圖。

圖22是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的引向器的諧振屏的底面示意圖。

圖23是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的反射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖24是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器的正面示意圖。

圖25是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器的側(cè)面示意圖。

圖26是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器的底面示意圖。

圖27是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器的性能示意圖。

圖28是工作于2.4GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。

圖29是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的另一種吸波器的正面示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

為了說明本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。

實(shí)施例一：

請參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線包括輻射器1、引向器2、一個(gè)或兩個(gè)吸波器3和反射器4，相對于輻射器1的輻射方向，引向器2位于輻射器1的前方，反射器4位于輻射器1的后方，兩個(gè)吸波器3分別位于輻射器1的兩個(gè)側(cè)面。

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線還可以包括一個(gè)或兩個(gè)隔離器5，兩個(gè)隔離器5分別位于兩個(gè)吸波器3背向輻射器1的后面，或者位于兩個(gè)吸波器3朝向輻射器1的前面。隔離器5可以采用工字形的單負(fù)介電常數(shù)材料(如圖2所示)。本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線中的反射器4可以是金屬平板。

請參閱圖3至圖6，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器包括基板61、附著于基板61的正面的復(fù)合左右手傳輸線單元62、附著于基板61的底面的電磁場帶隙(Electromagnetic Band Gap,EBG)結(jié)構(gòu)63和位于EBG結(jié)構(gòu)63側(cè)的、與復(fù)合左右手傳輸線單元62相連的作為地的金屬平板64。由于復(fù)合左右手傳輸線單元62直接與金屬平板64相連，將電流導(dǎo)入地中，因此EBG結(jié)構(gòu)63在復(fù)合左右手傳輸線單元62和金屬平板64之間不會(huì)造成復(fù)合左右手傳輸線單元62與地之間的電磁場分布的改變，且能消除表面波。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，基板61的正面在靠近復(fù)合左右手傳輸線單元62的位置還附著有一個(gè)微帶饋電線622。復(fù)合左右手傳輸線單元62包括多個(gè)周期性的金屬貼片621。每個(gè)金屬貼片621可以形成有鏤空圖案6211，鏤空圖案6211是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案6211的金屬線形成等效電感。鏤空圖案6211減少了諧振時(shí)需要的對地等效并聯(lián)電容并且提高了對地等效并聯(lián)電感，從而減小了天線面積，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化。

請參閱圖4，金屬貼片621呈方形，每個(gè)金屬貼片621形成的鏤空圖案6211位于中央，鏤空圖案6211連接金屬貼片621的邊緣6212，鏤空圖案6211的金屬線通過金屬探針6214與金屬平板64連接，鏤空圖案6211中央和對應(yīng)的基板位置均設(shè)有通孔6213，金屬探針6214穿過鏤空圖案和基板的通孔6213焊接在通孔旁邊的鏤空圖案6211的金屬線上；鏤空圖案的通孔的孔徑略大于基板的通孔的孔徑和金屬探針的直徑，從而方便金屬探針焊接在通孔旁邊的鏤空圖案的金屬線上。鏤空圖案6211的金屬線形成了等效的對地電感，從而減少了天線面積，且該電感與金屬貼片自身的對地等效電容并聯(lián)，最終形成復(fù)合左右手傳輸線單元的開路輻射器。金屬貼片621也可以呈圓形、扇形等任意形狀。鏤空圖案可以采用多種樣式，例如彎折線樣式、弧線樣式、三角形樣式等等。

請參閱圖5，EBG結(jié)構(gòu)63等效于理想的人工磁導(dǎo)體(artificial magnetic conductors，AMC)，當(dāng)電磁波在金屬平面?zhèn)鬏敃r(shí)，表面波會(huì)被激勵(lì)出現(xiàn)，表面波的出現(xiàn)引起大量電磁波能量的損耗，造成天線輻射效率低下，并且?guī)捵冋?。EBG結(jié)構(gòu)63可消除復(fù)合左右手傳輸線單元62與地之間的表面波，進(jìn)而提高天線的效率，并增加天線的帶寬。在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，EBG結(jié)構(gòu)63包括多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)633，單元結(jié)構(gòu)633可以具有鏤空圖案，鏤空圖案可以采用多種樣式，例如彎折線樣式、弧線樣式、三角形樣式等等。EBG結(jié)構(gòu)63于與基板的通孔6213對應(yīng)處設(shè)有通孔631，且EBG結(jié)構(gòu)的通孔孔徑大于基板的通孔孔徑，以避免EBG結(jié)構(gòu)63與金屬平板64連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，EBG結(jié)構(gòu)63與金屬平板64之間具有空氣層間隙634?？諝鈱娱g隙減少了天線的等效介電常數(shù)，由于越低的等效介電常數(shù)，輻射效率就越高，帶寬就越寬，因此該空氣層間隙提高了天線效率與帶寬。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，金屬平板64也可以通過絕緣介質(zhì)附著在EBG結(jié)構(gòu)63上。

請參閱圖7，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的輻射器還可以采用另一種結(jié)構(gòu)，與上述輻射器的區(qū)別在于，基板的正面還附著有EBG結(jié)構(gòu)66，EBG結(jié)構(gòu)66位于復(fù)合左右手傳輸線單元65的周圍。使得EBG結(jié)構(gòu)達(dá)到了兩層，從而能展寬EBG結(jié)構(gòu)的帶寬。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，由于輻射器包括附著于基板的正面的復(fù)合左右手傳輸線單元和附著于基板的底面的EBG結(jié)構(gòu)和位于EBG結(jié)構(gòu)側(cè)的、與復(fù)合左右手傳輸線單元相連的作為地的金屬平板，因此該輻射器剖面低，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，另外，EBG結(jié)構(gòu)可消除復(fù)合左右手傳輸線單元與地之間的表面波，進(jìn)而提高天線的效率，并增加天線的帶寬；另外，由于復(fù)合左右手傳輸線單元包括多個(gè)周期性的金屬貼片，每個(gè)金屬貼片形成有由感性的金屬線加載形成的鏤空圖案，鏤空圖案的金屬線形成等效電感，因此，減少了諧振時(shí)需要的對地等效并聯(lián)電容并且提高了對地等效并聯(lián)電感，從而減小了天線面積，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化；又由于EBG結(jié)構(gòu)與金屬平板之間具有空氣層間隙，空氣層間隙減少了天線的等效介電常數(shù)，從而提高了天線效率與帶寬。

請參閱圖8，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器包括一個(gè)頻率選擇表面(Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS)透鏡，F(xiàn)SS透鏡包括第一電容屏41、第二電容屏42和位于第一電容屏41和第二電容屏42之間的諧振屏43，第一電容屏41和第二電容屏42可以是結(jié)構(gòu)相同或完全不相同的電容屏，第一電容屏41和第二電容屏42均等效為一個(gè)電容。第一電容屏41朝向輻射器，第二電容屏42朝向天線的外部。

請參閱圖9和10，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的第一電容屏和第二電容屏均包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的電容性金屬貼片4011，附著于基板正面的多個(gè)周期性的電容性金屬貼片所在的面作為第一電容屏和第二電容屏的正面401，基板的底面作為第一電容屏和第二電容屏的底面402。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，電容性金屬貼片可以是方形或圓形的貼片。

請參閱圖11和12，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器的諧振屏包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)4311，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)4311包括外導(dǎo)體4312、內(nèi)導(dǎo)體4313和位于外導(dǎo)體4312和內(nèi)導(dǎo)體4313之間的彎折槽4314，外導(dǎo)體4312為等效的地。彎折槽4314和外導(dǎo)體4312之間形成等效電容，該等效電容與由外導(dǎo)體4312和內(nèi)導(dǎo)體4313引入的等效電感形成等效并聯(lián)諧振回路。內(nèi)導(dǎo)體4313的中央具有方形槽4315，用以減少頻率選擇性表面間的能量耦合。附著于基板正面的多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)4311所在的面作為諧振屏的正面431，基板的底面可以包括金屬平板也可以不包括金屬平板，當(dāng)包括金屬平板時(shí)，該金屬平板作為諧振屏的底面432，當(dāng)不包括金屬平板時(shí)，基板的底面作為諧振屏的底面。諧振屏的底面432可以具有周期性的槽4321，槽4321可以是圓形、方形或其他任意形狀，周期性的槽可有效減少諧振屏與第一電容屏和第二電容屏之間的耦合，降低了引向器的厚度。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，第一電容屏和第二電容屏的正面可以被圖13中的采用分形技術(shù)的FSS電容性單元代替。諧振屏的正面可以被圖14中的耶路撒冷十字形單元代替。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，第一電容屏41的底面朝著諧振屏43的底面，第二電容屏42的底面朝著諧振屏43的正面。

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器可以應(yīng)用在工作于2.4GHz或者5.8GHz頻段的天線。工作于5.8GHz頻段的天線的引向器中的FSS透鏡的諧振屏單元結(jié)構(gòu)的周期和第一電容屏和第二電容屏的電容性金屬貼片的周期可以比工作于2.4GHz頻段的FSS透鏡的周期少一些，具體根據(jù)實(shí)際情況而定。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，通過調(diào)整FSS透鏡的第一電容屏和第二電容屏的金屬貼片的尺寸和諧振屏上的彎折槽的尺寸，可以控制電磁波通過每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的相位，實(shí)現(xiàn)不同路徑電磁波經(jīng)過FSS透鏡后同相，完成球面波轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫娴霓D(zhuǎn)換，從而達(dá)到壓縮波瓣寬度，最終實(shí)現(xiàn)了壓縮輻射器輻射出的電磁波的3dB波瓣寬度的效果。此外，由于對電磁波束的壓縮，天線朝向兩側(cè)的輻射變少，天線隔離度也會(huì)相應(yīng)提高。且由于該透鏡是帶通型的，電磁波可以直接透射而過，因此能改善天線前后比，有利于天線隔離度的提高。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，由于天線的引向器包括一個(gè)頻率選擇表面FSS透鏡，F(xiàn)SS透鏡包括第一電容屏、第二電容屏和位于第一電容屏和第二電容屏之間的諧振屏。因此電磁波將直接從FSS透鏡透射而過，不會(huì)對天線的前后比造成影響，且對天線3dB波瓣寬度的壓縮幅度大，能將天線3dB波瓣寬度壓縮30°以上，壓縮波瓣寬度的性能遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的天線引向器；同時(shí)電磁波經(jīng)過FSS透鏡后，球面波很快轉(zhuǎn)換成了平面波，電磁波的能量不會(huì)再向輻射源的兩側(cè)輻射，因此，提高了采用本實(shí)用新型的天線引向器的MIMO系統(tǒng)的天線間隔離度。又由于天線的引向器包括一個(gè)零折射率透鏡和一個(gè)FSS透鏡，或者，包括一個(gè)零折射率透鏡和兩個(gè)FSS透鏡，因此兩類透鏡同時(shí)作用，既壓縮波瓣寬度，又提高了天線間隔離度。

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器的主要作用是將輻射器輻射向兩側(cè)的能量吸收和反射，從而降低臨近天線間的耦合，改善天線隔離度。

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供了一種天線的吸波器，所述吸波器包括基板、附著于基板正面的超材料層和附著于基板底面的金屬平板層，超材料層具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感。

請參閱圖24至圖26，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器包括基板11、附著于基板11正面的超材料層12和附著于基板11底面的金屬平板層13。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，超材料層12是指具有人工設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的復(fù)合材料層，超材料層12可以是軟硬表面(soft and hard surfaces)層、光子晶體(photonic crystals)層、電磁帶隙結(jié)構(gòu)(electromagnetic band-gap structures)層、雙負(fù)材料(double negative materials)層、左手材料(left-handed materials)層、人工磁導(dǎo)體(artificial magnetic conductors，AMC)層等。AMC層是一種人工制作的等效理想磁面層。

超材料層12具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)121，圖24所示的單元結(jié)構(gòu)121是金屬貼片。如圖24所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的超材料層12具有9個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)121。

每個(gè)單元結(jié)構(gòu)121形成有鏤空圖案1211，鏤空圖案1211是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案1211形成等效電感。鏤空圖案1211的作用在于提高單元結(jié)構(gòu)121的等效電感，小型化整個(gè)單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個(gè)吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。請參閱圖24，單元結(jié)構(gòu)121呈方形，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)121形成的鏤空圖案1211位于中央，鏤空圖案1211的外輪廓可以是方形、圓形、扇形等任意形狀。鏤空圖案可以采用多種樣式，例如彎折線樣式、弧線樣式、三角形樣式等等。單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間形成等效電容C，鏤空圖案1211形成等效電感L，等效電容C與等效電感L并聯(lián)。每個(gè)單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間(如圖24中的a、b、c、d)焊接電阻R，從而將電阻R與等效電容C和等效電感L并聯(lián)。電阻R的作用在于匹配空氣阻抗，同時(shí)吸收被底面金屬平板層13反射的電磁波能量，并減小反射的作用。在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，所用的電阻可以為230歐姆的電阻。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，還可以在每個(gè)單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間(如圖24中的a、b、c、d旁邊)焊接電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個(gè)吸波器。

請參閱圖29，是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的另一種吸波器的正面示意圖。圖29所示的每個(gè)單元結(jié)構(gòu)221形成的鏤空圖案2211不同于圖24所示的鏤空圖案的樣式，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)221的中央具有方形孔2212，鏤空圖案2211形成于方形孔2212的外圍，鏤空圖案2211的外圍是地2213。鏤空圖案2211相當(dāng)于內(nèi)導(dǎo)體，鏤空圖案2211與地2213之間形成等效電容C，鏤空圖案2211形成等效電感L，等效電容C與等效電感L并聯(lián)。每個(gè)單元結(jié)構(gòu)221的每條邊的鏤空圖案與地之間(如圖29中的a、b、c、d)焊接電阻R，從而將電阻R與等效電容C和等效電感L并聯(lián)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，還可以在每個(gè)單元結(jié)構(gòu)221的每條邊的鏤空圖案與地之間(如圖29中的a、b、c、d旁邊)焊接電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個(gè)吸波器。

金屬平板層13用于將到達(dá)金屬平板層13處的電磁波反射至電阻和基板11，并被電阻和基板11吸收。

請參閱圖27和圖28，其中圖27是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的性能示意圖，圖28是工作于2.4GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。根據(jù)對比可知，工作于2.4GHz頻段的天線間有采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離度比沒有采用的隔離度高出接近10dB。

本實(shí)用新型實(shí)施例一的基板可以是FR4基板。FR4基板是一種當(dāng)前最廉價(jià)的基板，當(dāng)超材料層制作于FR4基板上時(shí)，價(jià)格極低，又由于超材料層具備超薄厚度的特性，使得本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的吸波器非常適合應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。

對于單元結(jié)構(gòu)的鏤空圖案是同一個(gè)樣式的，只要超材料層的尺寸大小不一樣，則可以使天線的吸波器工作在不同的頻段。

本實(shí)用新型一提供的天線的吸波器，由于包括附著于基板正面的超材料層和附著于基板底面的金屬平板層，因此使天線的帶寬變寬，且減少了大量的電磁反射，顯著提高天線間的隔離度，對天線其他的性能并未造成任何影響，將其應(yīng)用于多天線構(gòu)成MIMO系統(tǒng)中，可提高天線間隔離度，改善系統(tǒng)通信容量，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。又由于超材料層具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感，因此提高了單元結(jié)構(gòu)的等效電感，小型化整個(gè)單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個(gè)吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。又由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，或者，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，因此能匹配空氣阻抗，同時(shí)吸收被底面金屬平板層反射的電磁波能量，從而起到減小反射的作用。另外，由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，或者，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個(gè)吸波器。

實(shí)施例二：

請參閱圖15，本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線與本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的區(qū)別在于采用另一種結(jié)構(gòu)的引向器6和另一種結(jié)構(gòu)的反射器7。

請參閱圖16至圖22，本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的工作于5.8GHz頻段的天線的引向器包括一個(gè)零折射率透鏡51和一個(gè)或兩個(gè)本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的天線的引向器中的FSS透鏡52。本實(shí)用新型實(shí)施例二中的FSS透鏡52的諧振屏單元結(jié)構(gòu)的周期和第一電容屏和第二電容屏的電容性金屬貼片的周期可以比本實(shí)用新型實(shí)施例一中的工作于2.4GHz頻段的FSS透鏡的周期少一些，具體根據(jù)實(shí)際情況而定。零折射率透鏡51朝向天線的輻射器，F(xiàn)SS透鏡52朝向天線的外部。

零折射率透鏡51具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)511，單元結(jié)構(gòu)511呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以是方形的環(huán)、圓形的環(huán)或其他形狀的環(huán)。兩相鄰單元結(jié)構(gòu)形成等效的串聯(lián)諧振，在諧振處形成等效負(fù)介電常數(shù)效應(yīng)，但是在臨近諧振處則會(huì)出現(xiàn)等效近零折射率特性，不同路徑的電磁波經(jīng)過零折射率透鏡后，實(shí)現(xiàn)不同路徑傳輸電磁波相位同相，從而完成了球面波到平面波的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了壓縮天線波瓣寬度的效果。

零折射率透鏡51具有多個(gè)周期性的單元結(jié)構(gòu)511的面作為零折射率透鏡51的正面。零折射率透鏡51的背面朝向FSS透鏡52。

在本實(shí)用新型實(shí)施例二中，由于天線的引向器包括一個(gè)頻率選擇表面FSS透鏡，F(xiàn)SS透鏡包括第一電容屏、第二電容屏和位于第一電容屏和第二電容屏之間的諧振屏。因此電磁波將直接從FSS透鏡透射而過，不會(huì)對天線的前后比造成影響，且對天線3dB波瓣寬度的壓縮幅度大，能將天線3dB波瓣寬度壓縮30°以上，壓縮波瓣寬度的性能遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的天線引向器；同時(shí)電磁波經(jīng)過FSS透鏡后，球面波很快轉(zhuǎn)換成了平面波，電磁波的能量不會(huì)再向輻射源的兩側(cè)輻射，因此，提高了采用本實(shí)用新型的天線引向器的MIMO系統(tǒng)的天線間隔離度。又由于天線的引向器包括一個(gè)零折射率透鏡和一個(gè)FSS透鏡，或者，包括一個(gè)零折射率透鏡和兩個(gè)FSS透鏡，因此兩類透鏡同時(shí)作用，既壓縮波瓣寬度，又提高了天線間隔離度。

請參閱圖23，本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的反射器包括基板和附著于基板正面的多個(gè)周期性的金屬貼片。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種包括本實(shí)用新型實(shí)施例一和/或本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的天線的無線路由器。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。