一种电感加载的小型化天线制造技术

一种电感加载的小型化天线，包括介质基板、设置在介质基板上的微带传输线和辐射单元、设置在介质基板下面的部分接地面，所述辐射单元包括C形辐射单元和倒C形辐射单元，所述倒C形辐射单元和/或倒C形辐射单元上有加载电感，C形辐射单元和倒C形辐射单元与微带传输线相连，微带传输线与射频连接器的内导体连接，射频连接器的外导体与部分接地面连接。本该天线采用电感加载和弯折技术，有效降低天线的尺寸和体积，实现天线的一体化、多频带、宽带和圆极化的设计，且该设计节省空间，有利于天线的小型化设计。该天线具有成本低、体积小、易集成、多功能的特点，可广泛应用于各种电子移动通信设备中。

【技术实现步骤摘要】
一种电感加载的小型化天线
本专利技术涉及一种天线结构，尤其涉及一种一种电感加载的小型化天线。
技术介绍
天线是无线电通讯、广播、导航、雷达、测控、微波遥感和射电天文等各种无线电系统必不可少的设备之一。随着社会的进步和信息技术的发展，如何将天线缩小后集成到小型便携式设备内,并满足带宽和增益等特性上的要求,是现代天线设计面临的挑战，通信设备均要求尽量减小体积。在5G的研究背景下，各种新的应用不断涌现，比如无人驾驶、物联网等，对更高移动通信速率和更大通信容量的需求迫在眉睫。随着电子产品种类和数量的增多，人们对电子设备便携小巧的要求不断提高,使电子电路集成技术得到了迅猛的发展,系统中各部分组成电路的尺寸随之缩小。从而，用作系统终端部分的天线也面临着小型化的挑战，而天线小型化考虑的重点在于性能与尺寸之间的权衡。因此，天线的设计也正朝着小型化、宽带、多频带的方向发展。如何将这些优点集于一体是现代天线研究需要克服的一道难关。近些年来，也有许多国内外的研究者设计出了各种类型的天线，但是这些天线多是在牺牲其他的一些优点的基础上设计出来的，不能同时满足天线的小型化、多频带的设计要求。利用感性加载的小型化天线不仅能够缩小天线的体积，还能根据需要设计出小型化的多频带天线，同时加载谐振枝节，就能设计出集多频带、宽带和小型化于一体的天线。AbdelheqBoukarkar等人在2017年提出了单馈电的小型化天线，通过在辐射边缘上加载短路化金属瞳孔来减小尺寸，通过加载刻蚀的U形槽来获得多频带，但是该天线结构复杂，难于调整。AkankshaFarswan等人于2016年提出了一种分形的圆极化天线，通过在单探针处两个平面内放置两个不对称的分形结构，实现圆极化，但是该天线尺寸稍大。本专利技术旨在提出一种小型化、多功能天线，通过电感加载的方式，实现小型化设计，同时可以实现多频带，宽带，圆极化等设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种一体化、小型化、多频带、成本低、体积小、易集成的电感加载的小型化天线。本专利技术的目的是这样实现的：一种电感加载的小型化天线，包括介质基板、设置在介质基板上的微带传输线和辐射单元、设置在介质基板下面的部分接地面，所述辐射单元包括C形辐射单元和倒C形辐射单元，所述倒C形辐射单元和/或倒C形辐射单元上有加载电感，C形辐射单元和倒C形辐射单元与微带传输线相连，微带传输线与射频连接器的内导体连接，射频连接器的外导体与部分接地面连接。本专利技术还包括这样一些结构特征：1、C形辐射单元和倒C形辐射单元对称；2、在所述C形辐射单元和/或倒C形辐射单元内部设置枝节；3、所述枝节呈L形、F形或倒L形。本专利技术提出一种电感加载的小型化天线，该天线采用微带传输线馈电，将天线的两个不同的谐振单元采用不同的结构进行设计，充分发挥每个辐射单元的特点，采用电感加载技术，实现天线的小型化、多频带、圆极化的设计。该天线具有结构简单，剖面低，设计灵活性高的特点，可以满足实际工程的需求。本专利技术所述天线的第一C形辐射单元和第二电感加载的倒C形辐射单元面对面放置，且采用电感加载的方式降低天线的尺寸，增强天线的带宽，有利于实现天线的阻抗匹配和小型化设计。通过调整第一C形辐射单元和第二电感加载的倒C形辐射单元的尺寸，可以调节天线的谐振频率，使天线具有良好的阻抗匹配，满足宽带、多频带的设计需求，且每个频带可以独立设计。本专利技术所述天线采用微带传输线对各个辐射单元进行馈电，馈电方式简单，并且馈电端口可以根据实际情况进行灵活地调整，实现小型化。本专利技术所述天线第一倒C形辐射单元的内部，可以加载L形或者倒L形枝节，实现更多频带的设计。本专利技术所述天线的第二电感加载的倒C形辐射单元采用加载电感的结构，不仅减小了天线的纵向设计尺寸，同时增加了电流的路径，相当于引入了电感，可以展宽天线的阻抗带宽。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用了微带传输线对第一C形辐射单元和第二电感加载的倒C形辐射单元进行馈电，天线结构简单，且每个频率可以单独设计，便于满足工程需求。本专利技术所设计的天线的第一C形辐射单元和第二电感加载的倒C形辐射单元均采用单极子形式，且采用弯曲形结构，减小天线的尺寸，通过调节每个辐射单元的尺寸，控制天线的谐振频率和阻抗带宽。该天线采用了电感加载的方式设计其中一个辐射单元，不仅降低了天线的纵向尺寸，而且有利于实现宽带匹配，实现小型化的需求。此外，该天线还可以设计不同的臂长，设计圆极化天线，或者在第一C形辐射单元和第二电感加载的倒C形辐射单元的内部增加枝节，实现多频带天线的设计。附图说明图1是本专利技术实施实例1所设计天线的俯视图；图2是本专利技术实施实例1所设计天线的侧视图；图3是本专利技术实施实例1的反射系数；图4是本专利技术实施实例1在3.5GHz的方向图；图5是本专利技术实施实例1在5.4GHz的方向图；图6是本专利技术实施实例2的俯视图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1和图2，本专利技术实施实例1设计了一种电感加载的小型化天线，采用微带传输线101对第一C形辐射单元102和第二电感加载的倒C形辐射单元103进行馈电，采用电感加载技术和弯曲技术减小天线尺寸，实现天线一体化、小型化、多频带的设计。该天线具有结构简单，剖面低，设计灵活性高，体积小的特点，有利于实际工程的需求。本专利技术实施实例1所涉及的天线主要包括介质基板105，微带传输线101，第一C形辐射单元102，第二电感加载的倒C形辐射单元103，加载电感104，以及置于介质基板下面的部分接地面106，微带传输线101通过射频连接器的内导体传输信号，连接器外导体与部分接地面106相连。该天线通过微带传输线101直接对第一C形辐射单元102，第二电感加载的倒C形辐射单元103进行馈电，通过合理调节第一C形辐射单元102，第二电感加载的倒C形辐射单元103以及加载电感104的尺寸，可以使该天线达到很好的匹配，从而可以实现该天线的小型化、多频带、宽带和圆极化设计。所设计的天线按照图1所示的结构印刷在介质基板上，介质基板的另一面刻蚀有部分接地面。该天线的阻抗带宽和谐振频率主要是由第一C形辐射单元102和第二电感加载的倒C形辐射单元以103及加载电感104的尺寸决定。本专利技术实施实例1所设计的天线的第一C形辐射单元102，第二电感加载的倒C形辐射单元103可以单独进行设计。为了增加天线的谐振频带，可以在第一C形辐射单元102，第二电感加载的倒C形辐射单元103内部增加L形，F形或者倒L形枝节实现多频带设计或者宽带天线设计。图3为本专利技术实施实例1的反射系数，从图中可以看出设计的天线可以工作在3.4-3.6GHz和5.0GHz-5.6GHz，且反射系数小于-10dB，满足WiMAX和WLAN，WiFi以及5G子频带的通信需求。图4和图5为本专利技术实施实例1辐射方向图，从图中可以看出，所设计的天线在3.5GHz和5.4GH在具有较好的全向辐射特性，可以满足WiMAX和WLAN，WiFi以及5G子频带辐射特性的需求。图6为本专利技术实施实例2的结构图，天线主要包括介质基板，微带传输线201，第一C形辐射单元202，第二电感加载的倒C形辐射单元203，加载电感204，倒L形枝节205，以及置于介质基板下面的部分接地面，微带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感加载的小型化天线，包括介质基板、设置在介质基板上的微带传输线和辐射单元、设置在介质基板下面的部分接地面，其特征是：所述辐射单元包括C形辐射单元和倒C形辐射单元，所述倒C形辐射单元和/或倒C形辐射单元上有加载电感，C形辐射单元和倒C形辐射单元与微带传输线相连，微带传输线与射频连接器的内导体连接，射频连接器的外导体与部分接地面连接。

【技术特征摘要】
1.一种电感加载的小型化天线，包括介质基板、设置在介质基板上的微带传输线和辐射单元、设置在介质基板下面的部分接地面，其特征是：所述辐射单元包括C形辐射单元和倒C形辐射单元，所述倒C形辐射单元和/或倒C形辐射单元上有加载电感，C形辐射单元和倒C形辐射单元与微带传输线相连，微带传输线与射频连接器的内导体连接，射频连接器的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迎松，夏印锋，孙来军，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23