渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构制造技术

本实用新型专利技术提出渐变贴片螺旋偶极子‑互补缝隙复合超宽频带天线结构，所述天线结构包括一个片形的辐射体；所述辐射体包括薄膜基质、薄膜基质正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片、薄膜基质反面的互补缝隙感应辐射贴片；所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片包括辐射臂单元，所述辐射臂单元包括馈线、螺旋形辐射臂和多枚相同形状的辐射片；所述馈线电性连接于螺旋形辐射臂外侧边缘的起始点处，辐射片贴于螺旋形辐射臂处且在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布；本实用新型专利技术能以渐变螺旋辅以贴片形成的辐射结构制作高性能的天线。

Tapered helical dipole complementary slot composite ultra wideband antenna structure

The utility model puts forward a composite ultra-wide band antenna structure with tapered spiral dipoles and complementary slots. The antenna structure comprises a sheet-shaped radiator, which comprises a film substrate, a tapered spiral dipole radiation patch on the front of the film substrate, and a complementary slot induction radiation patch on the reverse side of the film substrate. The spiral dipole radiation patch of the tapered patch comprises a radiation arm unit which comprises a feeder, a spiral radiation arm and a plurality of radiation plates of the same shape; the feeder is electrically connected to the starting point of the outer edge of the spiral radiation arm, and the radiation patch is attached to the spiral radiation arm and is an externally inward spiral. The spiral path is distributed from large to small in size, and the utility model can produce high-performance antennas with a radiation structure formed by a gradual spiral supplemented by a patch.

【技术实现步骤摘要】
渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构
本技术涉及天线领域，尤其是渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构。
技术介绍
21世纪无线通信技术发展的重要趋势之一，就是实现多网合一和多频段兼容，将多种工作频段相近的无线通信终端整合为多功能智能终端。移动通信系统、射频识别系统、超宽带通信系统、移动数字电视系统都是工作在微波频段的无线通信系统，如果整合为微波频段多网合一系统，该系统的终端将同时具备接打电话、收发短信、使用移动互联网、读写射频识别卡、超宽带短距离高速传输数据、收看移动数字电视并进行互动等功能，具有巨大的市场潜力。微波频段多网合一系统要求终端天线具备超宽频带工作性能。我国目前使用的第二代移动通信频段为GSM制式0.905～0.915GHz、0.950～0.960GHz、1.710～1.785GHz、1.805～1.880GHz频段；第三代移动通信频段为TD-SCDMA制式1.880～1.920GHz、2.010～2.025GHz、2.300～2.400GHz频段和WCDMA制式1.920～1.980GHz、2.110～2.170GHz频段；第四代移动通信频段为TD-LTE制式2.570～2.620GHz频段。即将投入使用的第五代移动通信有三个候选频段，分别为：3.300～3.400GHz、4.400～4.500GHz、4.800～4.990GHz。射频识别系统有三个主要的工作频段：0.902～0.928GHz、2.400～2.4835GHz、5.725～5.875GHz。超宽带系统的工作频段为3.100～10.600GHz。移动数字电视系统工作频段为11.700～12.200GHz。微波频段多网合一天线必须能够同时覆盖上述所有工作频段，辐射强度较大，且辐射性能稳定。微波频段多网合一天线的工作频段较宽，几乎所有微波频段的通信基站和无线信号源都会对其辐射产生干扰，多网合一终端内部电路和外壳中，有较多金属部件，金属的反射和散射也会影响天线的正常工作，这就要求微波频段多网合一天线有良好的抗干扰能力，能够屏蔽外界电磁波和金属反射散射信号对其正常辐射的干扰。
技术实现思路
本技术提出渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，能以渐变螺旋辅以贴片形成的辐射结构制作高性能的天线。本技术采用以下技术方案。渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，所述天线结构包括一个片形的辐射体；所述辐射体包括薄膜基质、薄膜基质正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片、薄膜基质反面的互补缝隙感应辐射贴片；所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片包括辐射臂单元，所述辐射臂单元包括馈线、螺旋形辐射臂和多枚相同形状的辐射片；所述馈线电性连接于螺旋形辐射臂外侧边缘的起始点处，辐射片贴于螺旋形辐射臂处且在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布。所述辐射片均呈正方形，所述辐射片按折线螺旋规律，在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布。所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片内的辐射臂单元为两个，两辐射臂单元以渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片的中心点为对称点，在渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片内左右镜像对称设置。两辐射臂单元之间的对称中心线处设有隔断间隙，两辐射臂单元的馈电点分设于隔断间隙的两侧。所述互补缝隙感应辐射贴片内设互补缝隙，所述互补缝隙按辐射臂单元导体的分布形状设置。所述互补缝隙的缝隙侧壁为互补缝隙感应辐射贴片的导电体；所述互补缝隙的缝隙底部为薄膜基质。所述辐射体的下方设有陶瓷薄片；所述陶瓷薄片与辐射体相背的表面处设有铁氧体涂层。所述薄膜基质正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片、薄膜基质反面的互补缝隙感应辐射贴片由石墨烯导电墨水印制而成。所述薄膜基质为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜基质，其形状为矩形，尺寸是40mm±1mm×15mm±1mm，厚度为0.2mm±0.02mm，相对介电常数为3.0±0.1；所述辐射臂单元的馈线长度为5.5mm±0.1mm；所述陶瓷薄片为低损耗微波陶瓷薄片，其形状为矩形，尺寸是40mm±1mm×15mm±1mm，厚度为0.5mm±0.1mm，相对介电常数为55±5；所述铁氧体涂层的尺寸与陶瓷薄片的尺寸相同，所用铁氧体是软磁铁氧体，所述软磁铁氧体以包括三氧化二铁和氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶在内的材料配制烧结成型。所述辐射臂单元的螺旋形辐射臂所分布的区域为渐变贴片螺旋辐射区；渐变贴片螺旋辐射区的尺寸为15mm±1mm×15mm±1mm；渐变贴片螺旋辐射区分为3行3列共9个尺寸为5mm×5mm的用于放置辐射片的正方形区域，各正方形区域的中心位置均放置一枚正方形的辐射片；在螺旋形辐射臂自外向内直至辐射臂末端的路径上共有9枚尺寸从大到小的辐射片；9枚正方形辐射片的边长从大至小依次为4.5mm±0.1mm、4.0mm±0.1mm、3.5mm±0.1mm、3.0mm±0.1mm、2.5mm±0.1mm、2.0mm±0.1mm、1.5mm±0.1mm、1.0mm±0.1mm、0.5mm±0.1mm。本技术以馈线和渐变贴片螺旋辐射区组成叠加型宽频偶极子天线；渐变贴片螺旋辐射区包含9片正方形辐射贴片，它们的尺寸从大到小按照折线螺旋规律，依次排列，从馈电点旋转到螺旋辐射区中心，每片辐射贴片的边长逐渐减小。正方形辐射贴片的边长不同，辐射频率也不同，9片工作在不同辐射频段的辐射贴片的辐射相叠加，可以得到一个工作带宽较大的辐射频段，使得天线能够同时覆盖第二代至第五代移动通信频段、射频识别频段、超宽带通信频段和移动数字电视频段，成为一款多频段兼容的微波频段多网合一天线。本技术中，渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片与下方的缝隙辐射贴片组成一对互补天线，它们的辐射在空间中同向叠加，可以有效增强天线的辐射强度。本技术使用聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜作为天线基质材料，可以保证天线具有很好的温度适应性、抗腐蚀性和稳定的物理、化学特性。本技术在天线结构中使用陶瓷薄片和铁氧体涂层，可以有效降低外界电磁场对天线辐射的干扰。本技术使用石墨烯导电墨水印制天线的辐射贴片，能承载更强的馈电电流，进一步增强了天线的辐射性能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：附图1是渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片的示意图；附图2是互补缝隙感应辐射贴片的示意图；附图3是天线的分层示意图；附图4是本技术实施例的回波损耗性能图；附图5是渐变贴片螺旋辐射区划分为九个用于放置辐射片的正方形区域的示意图；图中：1-渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片；2-辐射臂单元；3-螺旋形辐射臂；4-辐射片；5-馈线；6-隔断间隙；7-互补缝隙感应辐射贴片；8-互补缝隙；9-辐射体；10-陶瓷薄片；11-铁氧体涂层；12-薄膜基质。具体实施方式如图1-4所示，渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，所述天线结构包括一个片形的辐射体9；所述辐射体9包括薄膜基质12、薄膜基质12正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片1、薄膜基质12反面的互补缝隙感应辐射贴片7；所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片1包括辐射臂单元2，所述辐射臂单元2包括馈线5、螺旋形辐射臂3和多枚相同形状的辐射片4；所述馈线5电性连接于螺旋形辐射臂3外侧边缘的起始点处，辐射片4贴于螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.渐变贴片螺旋偶极子‑互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述天线结构包括一个片形的辐射体；所述辐射体包括薄膜基质、薄膜基质正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片、薄膜基质反面的互补缝隙感应辐射贴片；所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片包括辐射臂单元，所述辐射臂单元包括馈线、螺旋形辐射臂和多枚相同形状的辐射片；所述馈线电性连接于螺旋形辐射臂外侧边缘的起始点处，辐射片贴于螺旋形辐射臂处且在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布。

【技术特征摘要】
1.渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述天线结构包括一个片形的辐射体；所述辐射体包括薄膜基质、薄膜基质正面的渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片、薄膜基质反面的互补缝隙感应辐射贴片；所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片包括辐射臂单元，所述辐射臂单元包括馈线、螺旋形辐射臂和多枚相同形状的辐射片；所述馈线电性连接于螺旋形辐射臂外侧边缘的起始点处，辐射片贴于螺旋形辐射臂处且在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布。2.根据权利要求1所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述辐射片均呈正方形，所述辐射片按折线螺旋规律，在自外向内的螺旋路径上按尺寸从大到小分布。3.根据权利要求1所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片内的辐射臂单元为两个，两辐射臂单元以渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片的中心点为对称点，在渐变贴片螺旋偶极子辐射贴片内左右镜像对称设置。4.根据权利要求3所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：两辐射臂单元之间的对称中心线处设有隔断间隙，两辐射臂单元的馈电点分设于隔断间隙的两侧。5.根据权利要求1所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述互补缝隙感应辐射贴片内设互补缝隙，所述互补缝隙按辐射臂单元导体的分布形状设置。6.根据权利要求4所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述互补缝隙的缝隙侧壁为互补缝隙感应辐射贴片的导电体；所述互补缝隙的缝隙底部为薄膜基质。7.根据权利要求1所述的渐变贴片螺旋偶极子-互补缝隙复合超宽频带天线结构，其特征在于：所述辐射体的下方设有陶瓷薄片；所述陶瓷薄片与辐射体相...

【专利技术属性】
技术研发人员：林斌，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：新型
国别省市：福建,35