菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，包括基板，基板的背面贴覆有天线接地板，基板的正面贴覆有复合辐射贴片，所述复合辐射贴片由多个菱形光子晶体小天线排列组成，所述菱形光子晶体小天线中部开设有矩形孔，所述菱形光子晶体小天线的矩形孔中填充有石墨烯导电胶水。本实用新型专利技术天线工作频带覆盖范围广，具有优异的宽频带工作特性，辐射强度大且很稳定可靠，在0.801～13.952 GHz的频带范围内，天线回波损耗值都小于‑40 dB，且波动较小，这保证了天线在各个工作频段都能稳定可靠的收发无线通信信号；天线使用了极其坚固的六边形阵列结构，具有很高的机械强度，抗破坏性强。

Diamond shaped photonic crystal array composite ultra wideband antenna

The utility model relates to a rhombic photonic crystal array composite ultra-wideband antenna, which comprises a substrate, an antenna grounding plate is mounted on the back surface of the substrate, and a composite radiation patch is mounted on the front surface of the substrate. The composite radiation patch is composed of a plurality of rhombic photonic crystal small antennas arranged, and the diamond photonic crystal small antenna is opened in the middle of the composite radiation patch. The rectangular hole in the diamond shaped photonic crystal small antenna is filled with graphene conductive adhesive. The antenna of the utility model has wide operating frequency band coverage, excellent broadband working characteristics, large radiation intensity and high stability and reliability. In the frequency band range of 0.801-13.952 GHz, the antenna return loss is less than 40 dB, and the fluctuation is small, which ensures that the antenna can receive and receive stably and reliably in all working frequency bands. Line communication signals; the antenna uses an extremely strong hexagonal array structure with high mechanical strength and strong resistance to destruction.

【技术实现步骤摘要】
菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线
本技术涉及一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线。
技术介绍
目前，正在使用中的无线通信系统主要有移动通信系统、射频识别系统、超宽带通信系统、移动数字电视系统。这四种无线通信系统的工作频段相近，都工作在微波频段，其中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；第五代移动通信三个候选频段为3.300～3.400GHz、4.400～4.500GHz、4.800～4.990GHz。射频识别系统三个主要的工作频段为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。如今的多网合一技术要求无线通信天线具有超宽频带覆盖能力，能够同时覆盖上述所有通信频段，实现对移动通信系统、射频识别系统、超宽带通信系统、移动数字电视系统的兼容，并能够满足辐射强度较大，在工作频带内辐射性能稳定可靠的性能要求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种工作频带覆盖范围广，辐射强度大菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线。本技术采用以下方案实现：一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，包括基板，基板的背面贴覆有天线接地板，基板的正面贴覆有复合辐射贴片，所述复合辐射贴片由多个菱形光子晶体小天线排列组成，所述菱形光子晶体小天线中部开设有矩形孔，所述菱形光子晶体小天线的矩形孔中填充有石墨烯导电胶水。进一步的，所述复合辐射贴片由七个正六边形结构的复合天线组成，其中一个复合天线位于中间，其余六个复合天线分布在中间复合天线的周部，每个复合天线由三个菱形光子晶体小天线组成，复合天线的边长与菱形光子晶体小天线的边长一致。进一步的，所述菱形光子晶体小天线的四条边长度均为8.0mm±0.1mm，菱形光子晶体小天线的两个锐角为60°，两个钝角为120°；矩形孔的长、宽分别为菱形两条对角线长度的一半。进一步的，所述基板为低损耗微波陶瓷基板，其相对介电常数为50~60，所述基板的形状为矩形，尺寸为40mm±0.1mm×41.6mm±0.1mm，厚度为1mm±0.1mm。进一步的，所述天线接地板为全金属接地板，复合辐射贴片的底部边沿中心设有天线馈电点。进一步的，所述天线接地板和复合辐射贴片的金属部分的材质为铜、银、金或铝。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线工作频带覆盖范围广，具有优异的宽频带工作特性，辐射强度大且很稳定可靠，在0.801～13.952GHz的频带范围内，天线回波损耗值都小于-40dB，且波动较小，这保证了天线在各个工作频段都能稳定可靠的收发无线通信信号；天线使用了极其坚固的六边形阵列结构，具有很高的机械强度，抗破坏性强；天线辐射贴片的一半面积中使用了石墨烯导电胶水，减少了金属的使用量，天线的抗腐蚀性得到增强。为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本技术作进一步详细说明。附图说明图1是本技术实施例构造正视图；图2是本技术实施例中复合辐射贴片构造示意图；图3是本技术实施例中复合天线构造示意图；图4是本技术实施例中菱形光子晶体小天线构造示意图；图中标号说明：100-基板、200-复合辐射贴片、210-复合天线、211-菱形光子晶体小天线、212-石墨烯导电胶水。具体实施方式如图1~4所示，一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，包括基板100，基板100的背面贴覆有天线接地板，基板的正面贴覆有复合辐射贴片200，所述复合辐射贴片200由多个菱形光子晶体小天线排列组成，所述菱形光子晶体小天线211中部开设有矩形孔，所述菱形光子晶体小天线的矩形孔中填充有石墨烯导电胶水212，菱形光子晶体小天线的四角为四个三角形金属导电区域。石墨烯是由碳原子组成的单层石墨，具有优异的导热性能和导电性能，石墨烯具有很高的电子迁移率，能够容纳强度很高的射频电流，光子晶体是由一种介质材料周期性的分布在另一种介质材料中形成的，其最典型的性能是会形成光子带隙。石墨烯导电胶水周期性的分布在金属材料中，组成光子晶体结构，其产生的光子带隙会部分阻碍电磁波的传播，降低天线在带隙频段内的辐射强度，使天线辐射分散到邻近的频段，从而增大天线的工作带宽，菱形光子晶体结构用于天线设计时，具有良好的宽频带工作特性。该菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线能够同时覆盖移动通信频段、射频识别频段、超宽带通信频段、移动数字电视频段，是一款多频段兼容的多网合一天线。在本实施例中，所述复合辐射贴片200由七个正六边形结构的复合天线210组成，其中一个复合天线210位于中间，其余六个复合天线210分布在中间复合天线的周部，每个复合天线210由三个菱形光子晶体小天线211组成，复合天线的边长与菱形光子晶体小天线的边长一致；仿生学是研究生物系统的结构和性质并为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学，它通过研究生物体的结构、功能及工作原理，将这些原理移植于工程技术之中，专利技术性能优越的仪器、装置和机器。六边形阵列结构是模仿自然界中蜂巢结构的仿生结构，其空间利用率高，且极其坚固，具有很高的机械强度和很好的抗破坏性，六边形阵列结构是一种完美对称结构，射频电流在其内部可以均匀分布，保证了天线具有超宽频带工作特性，而且性能稳定可靠。在本实施例中，所述菱形光子晶体小天线211的四条边长度均为8.0mm±0.1mm，菱形光子晶体小天线的两个锐角为60°，两个钝角为120°；矩形孔的长、宽分别为菱形两条对角线长度的一半。在本实施例中，所述基板100为低损耗微波陶瓷基板，其相对介电常数为50~60，所述基板的形状为矩形，尺寸为40mm±0.1mm×41.6mm±0.1mm，厚度为1mm±0.1mm。在本实施例中，所述天线接地板为全金属接地板，复合辐射贴片200的底部边沿中心设有天线馈电点。在本实施例中，所述天线接地板和复合辐射贴片的金属部分的材质为铜、银、金或铝。该款天线的工作频带范围为0.601～14.633GHz，工作带宽为14.032GHz，带宽倍频程为24.35，在整个工作频带内天线回波损耗都低于-10dB，回波损耗最小值为-53.74dB。实测结果显示，该款天线完全覆盖了0.902～0.928GHz、0.905～0.915GHz、0.950～0.960GHz、1.710～1.785GHz、1.805～1.880GHz、1.880～1.920GHz、1.920～1.980GHz、2.010～2.025GHz、2.110～2.170GHz、2.300～2.400GHz、2.400～2.4835GHz、2.570～2.620GHz、3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，其特征在于：包括基板，基板的背面贴覆有天线接地板，基板的正面贴覆有复合辐射贴片，所述复合辐射贴片由多个菱形光子晶体小天线排列组成，所述菱形光子晶体小天线中部开设有矩形孔，所述菱形光子晶体小天线的矩形孔中填充有石墨烯导电胶水。

【技术特征摘要】
1.一种菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，其特征在于：包括基板，基板的背面贴覆有天线接地板，基板的正面贴覆有复合辐射贴片，所述复合辐射贴片由多个菱形光子晶体小天线排列组成，所述菱形光子晶体小天线中部开设有矩形孔，所述菱形光子晶体小天线的矩形孔中填充有石墨烯导电胶水。2.根据权利要求1所述的菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，其特征在于：所述复合辐射贴片由七个正六边形结构的复合天线组成，其中一个复合天线位于中间，其余六个复合天线分布在中间复合天线的周部，每个复合天线由三个菱形光子晶体小天线组成，复合天线的边长与菱形光子晶体小天线的边长一致。3.根据权利要求2所述的菱形光子晶体阵列复合超宽频带天线，其特征在于：所述菱形光子晶体小天线的四条...

【专利技术属性】
技术研发人员：林斌，沈少东，刘泽泰，张颖，魏昕煜，郑萍，
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