一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，属于天线技术领域。该天线包括辐射部分、介质基板、接地板和馈线，所述辐射部分设置在介质基板之上，包含有金属裂口谐振环和金属辐射贴片；所述金属裂口谐振环无接触地包围金属辐射贴片，所述金属辐射贴片的中心设置在金属裂口谐振环的对称线上且不在其圆心处；所述接地板与介质基板有间隔地平行设置于介质基板正下方；所述馈线包括内芯线和屏蔽层，且馈线上端裸露的内芯线穿过接地层和介质基板与金属辐射贴片连接。本实用新型专利技术具有较高辐射效率、增益，并且结构简单、紧凑、生产成本低廉的优点。

【技术实现步骤摘要】
—种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线
本技术涉及到天线
，尤其涉及一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线。
技术介绍
近年来，伴随着无线通信技术的不断发展，人们对射频前端的天线设计要求不断地提高。微带天线由于制作成本低、重量轻、机械性能高、易于与其它元件共形等优势，受到天线工程师的青睐。微带天线的小型化设计一直是业界不断追求的目标。一般地，对于传统的微带天线，人们通常采用加载集总元件、开槽、曲流等有效手段实现天线的小型化。但这些技术在实现天线小型化的同时，严重限制了天线的带宽、效率以及增益等辐射性能。新型电磁特异材料结构的研究为小型化天线的设计方案开辟了新的途径。国际上利用特异材料结构设计小型化天线的方法主要有以下两类:基于特异材料谐振理论的小型化天线与基于特异材料传输线理论的小型化天线。特别是依据谐振理论设计小型化天线，天线能在不需要任何匹配电路的情况下，直接与50欧姆的信号源产生良好匹配，并具有较高的辐射效率。但是，现有的此类小型化天线大多只能在一个非常窄的频段工作，且为立体结构，不易于集成化设计。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，它是基于特异材料谐振理论设计小型化天线，具有较高辐射效率、增益，并且结构简单、紧凑、生产成本低廉的优点。一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，包括辐射部分、介质基板、接地板和馈线，所述辐射部分包含金属裂口谐振环和金属辐射贴片，且均设置在介质基板之上；所述金属裂口谐振环无接触地包围金属辐射贴片，所述金属辐射贴片的中心设置在金属裂口谐振环的对称线上且不在其圆心处；所述接地板与介质基板有间隔地平行设置于介质基板正下方；所述馈线包括内芯线和屏蔽层，且馈线上端裸露的内芯线穿过接地层和介质基板与金属辐射贴片连接。进一步的，所述金属裂口谐振环与金属福射贴片厚度均为0.0lmm?0.05mm。进一步的，所述接地板为圆形，且其圆心与金属裂口谐振环圆心位于同一纵向轴线上。进一步的，所述接地板的半径Rl为40mm?50mm,其厚度为0.5mm?1mm。进一步的，所述金属谐振裂口环的外环半径R2为30mm?35mm,内环半径R3为25mm?3Ctam,裂口宽度Wl为3臟?5臟。进一步的，所述金属福射贴片为圆形，其半径R4为15mm?20mm,且其圆心与金属裂口谐振环圆心的距离为1_?2_。进一步的，所述介质基板为圆形，其半径与金属裂口谐振环的外环半径相同，且与金属裂口谐振环共圆心。进一步的，所述介质基板上表面为金属，下表面为非金属，且其介电常数、为2.2 ?3.5。进一步的,所述接地板底部以上部分的剖面厚度H为3mm?4_。相较于现有技术，本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线具有以下的显著优点:通过在辐射面增加了一个特异材料谐振器单元裂口谐振环，从而产生了一个低于约传统微带天线三分之一频点处的附加谐振频率，并具有良好的阻抗匹配、辐射效率和边射峰值增益；因此可以使得在复杂的无线通信系统终端收集无线能量具有较高的信噪比、减弱相应的传输损耗。且相对于现阶段的普通加载，裂口谐振器的加载并没有降低微带天线的工作带宽和辐射效率指标，反而由于裂口环谐振器的第三阶高次模谐振，明显扩展了微带天线原有的阻抗带宽，其辐射方向图保持稳定性。由于该天线简单、紧凑的结构优势，不但可使其应用于各种有限的低尺寸安装平台，如无线传感器、超薄笔记本、智能手机等，且具有低廉的大规模批量生产成本。【附图说明】图1是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线的整体示意图；图2是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线的俯视图；图3是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线的侧视图；图4是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线的频率与反射损耗I Sii I关系图；图5是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线在低频段中心频点的E面与H面的归一化辐射方向图；图6是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线在高频段第一个中心频点的E面与H面的归一化辐射方向图；图7是本技术一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线在高频段第二个中心频点的E面与H面的归一化辐射方向图；其中:1-金属裂口谐振环、2-金属辐射贴片、3-介质基板、4-接地板、5-内芯线、6_屏蔽层。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步详细描述。参照图1、图2和图3，一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，包括辐射部分、介质基板3、接地板4和馈线，所述辐射部分设置在介质基板3之上，包含有金属裂口谐振环I和金属辐射贴片2 ;所述金属裂口谐振环I无接触地包围金属辐射贴片2，所述金属辐射贴片2的中心设置在金属裂口谐振环I的对称线上且不在其圆心处；所述接地板4与介质基板3有间隔地平行设置于介质基板3正下方；所述馈线包括内芯线5和屏蔽层6，且馈线上端裸露的内芯线5穿过接地层4和介质基板3与金属辐射贴片2连接。且所述金属裂口谐振环I与金属福射贴片2厚度均为0.0lmm?0.05mm。且所述接地板4为圆形，且其圆心与金属裂口谐振环I圆心位于同一纵向轴线上。且所述接地板4的半径Rl为40_?50mm,其厚度为0.5mm?1_。且所述金属谐振裂口环I的外环半径R2为30mm?35mm,内环半径R3为25mm?30mm,裂口宽度Wl为3mm?5mm。且所述金属福射贴片2为圆形,其半径R4为15mm?20mm,且其圆心与金属裂口谐振环I圆心的距离为15_?20_。且所述介质基板3为圆形，其半径与金属裂口谐振环I的外环半径相同，且与金属裂口谐振环I共圆心。且所述介质基板3上表面为金属，下表面为非金属，且其介电常数L为2.2?3.5。且所所述接地板4底部以上部分的剖面厚度H为3mm?4mm。在具体实施中介质基板3上表面金属的其厚度均为0.017mm，介质基板3的整体厚度为0.127mm,接地板4的厚度为0.5mm,接地板4底部以上部分的剖面厚度H为3.53_。接地板的半径Rl为46mm，金属裂口谐振环I的外环半径R2 = 32.62mm，金属裂口谐振环I的内环半径R3为27.62mm,金属辐射贴片2的半径R4为17mm。参照图2，金属裂口谐振环I的圆心到内芯线5与金属辐射贴片2接触点的距离用LI表示，金属辐射贴片2圆心到内芯线5与金属辐射贴片2接触点的距离用L2表示，故金属裂口谐振环I的圆心到金属辐射贴片2的圆心的距离可以用L1-L2表示，且LI = 8.8臟，L2 = 7.7臟，L1-L2 = 1.1臟。金属裂口谐振环I的宽度为Wl = 4mm。参照图4，天线的基模中心频率f = 1.575GHz,反射系数是_38.23dB。从1.573GHz-l.578GHz范围内，天线反射损耗I S111 <-10dB，辐射效率高达77.8% ;另外，同时在4.52GHz和4.73GHz两个相近的频点产生了两个谐振峰，且辐射效率分别为98.6%和97.9%，且|Sn|〈-10dB的阻抗带宽相互重叠，形成了一个从4.37GHz-4.79GHz频率范围的阻抗带宽。需要提及的是，一方面，裂口谐振环的高次模谐振提高了该微带天线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，包括辐射部分、介质基板、接地板和馈线，其特征在于：所述辐射部分包含金属裂口谐振环和金属辐射贴片，且均设置在介质基板之上；所述金属裂口谐振环无接触地包围金属辐射贴片，所述金属辐射贴片的中心设置在金属裂口谐振环的对称线上且不在其圆心处；所述接地板与介质基板有间隔地平行设置于介质基板正下方；所述馈线包括内芯线和屏蔽层，且馈线上端裸露的内芯线穿过接地层和介质基板与金属辐射贴片连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，包括辐射部分、介质基板、接地板和馈线，其特征在于:所述辐射部分包含金属裂口谐振环和金属辐射贴片，且均设置在介质基板之上；所述金属裂口谐振环无接触地包围金属辐射贴片，所述金属辐射贴片的中心设置在金属裂口谐振环的对称线上且不在其圆心处；所述接地板与介质基板有间隔地平行设置于介质基板正下方；所述馈线包括内芯线和屏蔽层，且馈线上端裸露的内芯线穿过接地层和介质基板与金属辐射贴片连接。2.根据权利要求1所述的一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，其特征在于:所述金属裂口谐振环与金属福射贴片厚度均为0.01mm~0.05mm。3.根据权利要求1所述的一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，其特征在于:所述接地板为圆形，且其圆心与金属裂口谐振环圆心位于同一纵向轴线上。4.根据权利要求1所述的一种基于裂口谐振环的双频带小型化微带天线，其特征在于:所述接地板的半径Rl为40mm~50mm,其厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明春，于彦涛，陈世勇，曾浩，冯文江，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：重庆;85