一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线制造技术

本发明专利技术一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，属于射频天线领域；该终端天线由下到上依次为地平面层、底层介质层、天线辐射体和顶层介质层；顶层介质层下表面通过天线厌氧胶紧密粘结在底层介质层的上表面；底层介质层下表面形成地平面层结构，上表面形成天线辐射体；天线辐射体包括L型结构和环型结构，为互补加载的水平面结构，无缝正交于同一平面上。L型结构用来产生高频段，激励高频模式；环型结构与L型结构共同产生多频段。Cylinder将天线辐射体与地平面层相接，形成谐振回路，能够抑制微带线之间产生的耦合。优点在于：介质加载大大减小了天线的体积，运用了具有较大介电常数的电磁介质实现了天线的小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于射频天线领域，涉及一种终端天线，具体是一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线。
技术介绍
天线作为一种变换器，把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换；天线是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件；无界媒介通常是自由空间。现有技术中，实现天线多频的方法通常采用偶极天线，由两根导体组成，每根为1/4波长，即天线总长度为半波长。所以偶极子天线叫半波振子。利用天线偶极子通信原理，偶极子天线可实现任意频段的天线设计，可以构建多款偶极子天线来实现多频段。但是这种设计并不能满足当前工业化的需求，因为随着移动终端功能的多样化，对天线的工作频段要求越来越严格，而单个偶极子天线只能工作在单一的频段。同时由于波长带来的天线体积庞大的问题，也成了主要限制天线发展的因素。多频段技术的基本准则是增加天线的电流路径和谐振模式使天线增加工作频段，现有技术中，实现多频段的方法包括：1、多频谐振枝节方法：实现了双频天线，但是不足之处为该天线用空气当做介质，不利于安装，同时由于空气的介电常数较小，天线的体积也偏大。2、多频耦合枝节或寄生贴片方法：同样实现了双频天线，不足之处仍用空气为介质，不利于加工。3、基于弯曲折叠结构的方法：实现了小型化，但是不能满足多频段工作的要求。4、基于加载的方法，通过改变天线等效电路，实现了小型化，但是电路的结构设计也变得复杂了，而且不满足多频段的要求。5、基于分形的方法，极大地缩小了天线的尺寸，有利于集成化；不足之处为未能达到多频段的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有天线的频段单一和体积庞大的问题，提出了一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，通过介质加载技术和多频枝节谐振等技术实现多频段和小型化。所述基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线由下到上依次为地平面层、底层介质层、天线辐射体和顶层介质层；顶层介质层为裸露的FR4介质板，为长方体结构，长度范围为16mm～20mm；宽度范围为14mm～18mm；厚度范围为3mm～5mm；顶层介质层下表面通过天线厌氧胶紧密粘结在底层介质层的上表面。底层介质层采用双面覆铜的FR4介质，为长方体结构，长度范围为20mm～30mm；宽度范围为24mm～40mm；厚度范围为3mm～6mm；底层介质层下表面将多余的铜腐蚀后形成地平面层结构，地平面层的尺寸从底层介质层下表面的最右侧开始，直到超出Cylinder接孔1～2mm为止；宽度为底层介质层的宽度。上表面将多余的铜腐蚀后形成天线辐射体；天线辐射体包括L型结构和环型结构，为互补加载的水平面结构，无缝正交于同一平面上。L型结构用来产生高频段，激励高频模式；环型结构用来产生低频段；环型结构与L型结构共同产生多频段。L型结构包括互相垂直的微带线S1和微带线S2前段；具体为：微带线S2平行于水平位置，分为前后两段，微带线S2前段长度L2为7.5-8.5mm，宽度W2＝0.5-1.5mm。微带线S2前段垂直连接微带线S1，共同构成倒L型结构，微带线S1长度L1为0.5-1.5mm，宽度W1为11.5-12.5mm；微带线S1起始端通过Cylinder接孔与地平面层相连；Cylinder接孔为底层介质层上钻的孔，位于微带线S1最下边缘处，半径为0.35mm，深度为底层介质层的深度；倒L型结构能产生4-6GHz范围的高频段。环型结构由7个微带枝节组成，分别为微带线S2后段、微带线S3、微带线S4、微带线S5、微带线S6、微带线S7和微带线S8。微带线S2后段的长度L2’为9.5-10.5mm，宽度W2’为0.5-1.5mm；微带线S2后段与微带线S3垂直连接，微带线S3平行微带线S1；微带线S3的长度L3为0.5-1.5mm，宽度W3为13.5-14.5mm；微带线S3的另一端与水平放置的微带线S4相连，微带线S4平行微带线S2，微带线S4的长度L4为15.5-16.5mm，宽度W4为0.5-1.5mm；微带线S4的另一端与垂直放置的微带线S5相连，微带线S5的长度L5为0.5-1.5mm，宽度W5为6.5-7.5mm。微带线S2、S3、S4和S5构成了基本的环型结构；该部分结构能产生1400-2000MHz的低频段，天线在1400MHz-2000MHz之间满足基本性能的要求。微带线S5平行微带线S1，微带线S5的另一端连接水平放置的微带线S6；微带线S6的长度L6为5.5-6.5mm，宽度W6为0.5-1.5mm；微带线S6平行微带线S2；微带线S6的另一端连接垂直放置的微带线S7；微带线S7平行微带线S3；微带线S7的长度L7为0.5-1.5mm，宽度W7为3.5-4.5mm；微带线S7的另一端连接水平放置的微带线S8；微带线S8平行微带
线S4；微带线S8的长度L8为3.5-4.5mm，宽度W8为0.5-1.5mm。微带线S2、S3、S4和S5、S6、S7和S8构成整个环型结构，该部分结构能产生600-1000MHz的低频段，除此之外，还能产生1-3GHz之内的通信频段。L型结构与环型结构共同作用产生了供天线正常通信的多频段，包括以下频段：LTE700(698MHz-787MHz)、DCN(824-894MHz)、GSM(880MHz-960MHz)、DCS(1710MHz-1880MHz)、LTE1900(1850MHz-1990MHz)、WCDMA(1920MHz-2170MHz)、LTE2300(2300MHz-2400MHz)、WLAN(2.42GHz-2.48GHz)、LTE2500(2500-2690MHz)、802.11a(5150MHz-5850MHz)。微带线S1与微带线S5之间，微带线S2与微带线S6之间，微带线S3与微带线S7之间，微带线S4与微带线S8之间分别留有间隙，为了防止各个微带线靠的太近产生耦合，间隙大小由各个微带线的长度和宽度共同决定，为0.5-2mm的范围；同时，Cylinder将天线辐射体与地平面层相接，形成谐振回路，能够抑制微带线之间产生的耦合。底层介质层作为天线辐射体和地平面层的附着体，顶层介质层用来反射电磁波，使天线辐射体能激励出更多的辐射模式，从而工作在更多的频段；同时由于顶层介质层的存在，有着较大的介电常数，使天线的尺寸大大减小，也满足了小型化的要求。本专利技术的优点在于：1)、一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，倒L型结构对应高频段，通过弯曲折叠的方式加强了天线的电尺寸，使其能工作在高频段。2)、一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，环型结构对应低频段，偶极子能很好地工作在低频段，同时它与L型结构共同产生了多频。3)、一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，介质加载大大减小了天线的体积，运用了具有较大介电常数的电磁介质实现了天线的小型化。4)、一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，该结构的分布实现了各频段的低耦合，利于天线性能的提升。5)、一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，采用的介质成本低，利于加工生产。附图说明图1是本专利技术基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线的正视图；图2是本专利技术基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线的俯视图；图3是本专利技术天线辐射体结构中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，通过介质加载技术和多频枝节谐振等技术实现多频段和小型化，其特征在于：所述终端天线由下到上依次为地平面层、底层介质层、天线辐射体和顶层介质层；顶层介质层为裸露的FR4介质板，下表面通过天线厌氧胶紧密粘结在底层介质层的上表面；底层介质层采用双面覆铜的FR4介质，下表面将铜腐蚀后形成地平面层结构，上表面将铜腐蚀后形成天线辐射体；天线辐射体包括L型结构和环型结构，为互补加载的水平面结构，无缝正交于同一平面上；L型结构用来产生高频段，激励高频模式；环型结构主要用来产生低频段；环型结构与L型结构共同产生多频段；具体为：L型结构包括互相垂直的微带线S1和微带线S2前段；微带线S2平行于水平位置，分为前后两段，微带线S2前段垂直连接微带线S1，共同构成倒L型结构，微带线S1起始端通过Cylinder接孔与地平面层相连；环型结构由7个微带枝节组成，分别为微带线S2后段、微带线S3、微带线S4、微带线S5、微带线S6、微带线S7和微带线S8；微带线S2后段与微带线S3垂直连接，微带线S3平行微带线S1；微带线S3的另一端与水平放置的微带线S4相连，微带线S4平行微带线S2，微带线S4的另一端与垂直放置的微带线S5相连，微带线S2、S3、S4和S5构成了基本的环型结构；该部分结构产生1400‑2000MHz的低频段；微带线S5平行微带线S1，微带线S5的另一端连接水平放置的微带线S6；微带线S6平行微带线S2；微带线S6的另一端连接垂直放置的微带线S7；微带线S7平行微带线S3；微带线S7的另一端连接水平放置的微带线S8；微带线S8平行微带线S4；微带线S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8构成整个环型结构，该部分结构产生600‑1000MHz的低频段，除此之外，还能产生1‑3GHz之内的通信频段；微带线S1与微带线S5之间，微带线S2与微带线S6之间，微带线S3与微带线S7之间，微带线S4与微带线S8之间分别留有间隙；同时，Cylinder将天线辐射体与地平面层相接，形成谐振回路，能够抑制微带线之间产生的耦合；底层介质层作为天线辐射体和地平面层的附着体，顶层介质层用来反射电磁波，使天线辐射体激励出更多的辐射模式，从而工作在更多的频段；同时顶层介质层的存在，有着较大的介电常数，减小天线尺寸，满足小型化要求。...

【技术特征摘要】
1.一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，通过介质加载技术和多频枝节谐振等技术实现多频段和小型化，其特征在于：所述终端天线由下到上依次为地平面层、底层介质层、天线辐射体和顶层介质层；顶层介质层为裸露的FR4介质板，下表面通过天线厌氧胶紧密粘结在底层介质层的上表面；底层介质层采用双面覆铜的FR4介质，下表面将铜腐蚀后形成地平面层结构，上表面将铜腐蚀后形成天线辐射体；天线辐射体包括L型结构和环型结构，为互补加载的水平面结构，无缝正交于同一平面上；L型结构用来产生高频段，激励高频模式；环型结构主要用来产生低频段；环型结构与L型结构共同产生多频段；具体为：L型结构包括互相垂直的微带线S1和微带线S2前段；微带线S2平行于水平位置，分为前后两段，微带线S2前段垂直连接微带线S1，共同构成倒L型结构，微带线S1起始端通过Cylinder接孔与地平面层相连；环型结构由7个微带枝节组成，分别为微带线S2后段、微带线S3、微带线S4、微带线S5、微带线S6、微带线S7和微带线S8；微带线S2后段与微带线S3垂直连接，微带线S3平行微带线S1；微带线S3的另一端与水平放置的微带线S4相连，微带线S4平行微带线S2，微带线S4的另一端与垂直放置的微带线S5相连，微带线S2、S3、S4和S5构成了基本的环型结构；该部分结构产生1400-2000MHz的低频段；微带线S5平行微带线S1，微带线S5的另一端连接水平放置的微带线S6；微带线S6平行微带线S2；微带线S6的另一端连接垂直放置的微带线S7；微带线S7平行微带线S3；微带线S7的另一端连接水平放置的微带线S8；微带线S8平行微带线S4；微带线S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8构成整个环型结构，该部分结构产生600-1000MHz的低频段，除此之外，还能产生1-3GHz之内的通信频段；微带线S1与微带线S5之间，微带线S2与微带线S6之间，微带线S3与微带线S7之间，微带线S4与微带线S8之间分别留有间隙；同时，Cylinder将天线辐射体与地平面层相接，形成谐振回路，能够抑制微带线之间产生的耦合；底层介质层作为天线辐射体和地平面层的附着体，顶层介质层用来反射电磁波，使天线辐射体激励出更多的辐射模式，从而工作在更多的频段；同时顶层介质层的存在，有着较大的介电常数，减小天线尺寸，满足小型化要求。2.如权利要求1所述的一种基于加载技术统一模型的多频小型化终端天线，其特征在于：
\t所述的顶层介质层为长方体结构，长度范围为16mm～20mm；宽度范围为14mm～18mm；厚度范围为3mm～5mm；底层介质层为长方体结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建国，王鹏培，于臻，陈雷，丁雅博，汪钬柱，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11