一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线制造技术

本发明专利技术公开一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，包括：正方形介质基板；单极子矩形辐射臂，设置于正方形介质基板上表面；“n”型金属寄生结构，设置于正方形介质基板上表面；金属接地板，设置于正方形介质基板下表面；单极子矩形辐射臂为矩形金属贴片；单极子矩形辐射臂平行于长臂的轴线过正方形介质基板上表面的中心，其一短边与正方形介质基板上表面的第一边沿重合，且两个边缘的中心重合，作为接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线的馈电端口；金属接地板上对称地刻蚀有两组矩形缝隙结构。本发明专利技术解决了现有无线移动通信系统中天线存在工作频点单一，而导致系统复杂度提升、可靠性降低的技术问题。

A n-type parasitic multi frequency planar monopole antenna with ground plane slot radiation

【技术实现步骤摘要】
一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线
本专利技术属于无线移动通信系统终端设备领域，特别涉及一种平面结构天线。
技术介绍
信息技术的快速发展不但给人类生活带来了极大的便利，同时也在改变着传统的生产生活方式。尤其是以高速率、低延时和大容量为代表特征的第五代无线通信技术到来之后，能够将全社会的所有东西全部接入互联网，而且获得智能或者被远程控制。从此人类社会进去了智能和智慧时代。但是这一切美好生活皆源于无线通信技术。天线是无线通信系统的基本元件，实现将导线中的高频电流转换成空间传播的电磁波或相反，将空间传播的电磁波转换为导线中高频电流。天线的性能对整个无线系统的性能有着重要影响。随着无线通信技术的发展，无线移动通信设备智能化程度越来越高，简单的通话功能已经不能满足人们的通话功能，无线Wi-Fi、蓝牙、智能语音、数据传输等新的功能不断被集成，于是无线移动通信设备的组成就越来越复杂，而且无线通信设备的在便携式的要求下不断向小型化方向发展，这就要求组成的无线移动通信设备的元器件也应该尽可能地完成多个功能。比如，天线不仅仅能够完成一个工作频点的覆盖，实现一种数据的传输，而且能够工作在多个不同频点上，完成多种不同信号的接收或者发射任务。多频天线的本质是增加天线的谐振模式或者增加辐射体上的电流路径，从而增加天线的工作频段。在不同类型天线结构中，实现多频的方法也有所不同。研究人员提出有效的多频实现方法包括多枝节法、加载寄生枝节法、多缝隙法、多片技术、电抗加载技术等等。在具体天线的设计中，可以采用以上的一种或者同时采用几种技术。平面天线是近年来无线移动通信设备中被广泛使用的一类天线结构形式。因为相比偶极子天线、喇叭天线等类型，平面天线具有低剖面、易于与电路板上其他器件集成、容易实现圆极化、非全向辐射等各种优点。天线作为电子无线通信系统的关键部件，其性能对整个通信系统的性能有重要影响。多频段工作的天线应用于智能移动通信系统中，能够减少设备中天线的数量，提供设备的可靠性，减小设备的体积，尤其是在移动设备中显得尤为重要。然而现有无线移动通信系统中天线存在工作频点单一，而导致系统复杂度提升、可靠性降低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，包括：正方形介质基板；单极子矩形辐射臂，设置于正方形介质基板上表面；“n”型金属寄生结构，设置于正方形介质基板上表面；金属接地板，设置于正方形介质基板下表面；单极子矩形辐射臂为矩形金属贴片；单极子矩形辐射臂平行于长臂的轴线过正方形介质基板上表面的中心，其一短边与正方形介质基板上表面的第一边沿重合，且两个边缘的中心重合，作为接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线的馈电端口；“n”型金属寄生结构设置于单极子矩形辐射臂远离天线馈电端口处的一侧；“n”型金属寄生结构与单极子矩形辐射臂在位置上构成套筒状关系；金属接地板上对称地刻蚀有两组矩形缝隙结构。进一步的，单极子矩形辐射臂其余三个边分别与正方形介质基板上表面的第二边沿、第三边沿、第四边沿平行。进一步的，“n”型金属寄生结构两个竖直臂和一个水平臂的宽度相同；“n”型金属寄生结构两个竖直臂与单极子矩形辐射臂的间距小于水平臂与单极子矩形辐射臂的间距。进一步的，金属接地板三个边缘与正方形介质基板第一边沿、第三边沿、第四边沿重合；金属接地板与馈电端口垂直的两个边的长度小于上表面单极子矩形辐射臂长度。进一步的，上表面的部分单极子矩形辐射臂与金属接地板构成微带线传输线结构，组成接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线的微带馈电结构。进一步的，下表面金属接地板平行于馈电端口所在边的另一条边处，以上表面单极子矩形辐射臂平行于长边中心线为轴线，对称地刻蚀两组矩形缝隙结构；与轴线较近的一组缝隙的宽度较大但是长度较小，与轴线较远的一组缝隙宽度较小但是长度较大；金属接地板上的矩形缝隙结构用于产生两个谐振辐射频点，上表面单极子矩形辐射臂用于产生一个谐振辐射频点。进一步的，·正方形介质基板为介电常数为4.4±2％、损耗角正切为0.02±2％的玻璃纤维环氧树脂聚合物FR4。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在传统微带线传输线馈电平面单极子天线结构中，增加一个“n”型套筒状寄生结构，该寄生结构有效地改善了天线三个工作频点处的端口匹配性能。其次，在天线接地板上刻蚀了两组对称的矩形缝隙，缝隙的位置和几何结构不同，产生了两个谐振频点，使该天线成为一款多频平面单极子天线。除此之外，本专利技术设计的天线介质基板采用FR4材料，这是一种广泛应用于各种电路板制作的材料，不但价格便宜，易于购买，降低了该天线的应用成本，而且使得该天线非常容易与各种不同功能电路板集成，即直接在普通电路板中的某个位置增加该天线。最后，本专利技术设计的天线结构非常简单，结构中没有任何复杂而难以加工的结构，所以本专利技术设计的天线成本低，易于加工，可批量生产，具有较大的实用价值。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术接地板四缝隙“n”型寄生结构多频带平面单极子天线结构透视图；图2为本专利技术接地板四缝隙“n”型寄生结构多频带平面单极子天线结构顶视图；图3为本专利技术接地板四缝隙“n”型寄生结构多频带平面单极子天线结构背视图；图4为本专利技术接地板四缝隙“n”型寄生结构多频带平面单极子天线结构侧视图；图5为本专利技术接地板四缝隙“n”型寄生结构多频带平面单极子天线仿真计算端口反射系数随频率变化曲线。其中，10表示介质基板、11表示“n”型金属寄生结构、12表示单极子矩形辐射臂、13表示金属接地板、14表示接地板上距离单极子矩形辐射臂较远的两个缝隙、15表示接地板上距离单极子矩形辐射臂较近的两个缝隙。图1中的1、2、3、4分别表示正方形介质基板的四个边。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。为了解决无线移动通信系统中天线工作频点单一而导致系统复杂度提升、可靠性降低的问题。本专利技术提供一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，该款平面单极子天线接地板边缘处刻蚀两组长度和宽度不等的缝隙，以此来增加天线的谐振频点，最终能够在三个频点上工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，其特征在于，包括：/n正方形介质基板(10)；/n单极子矩形辐射臂(12)，设置于正方形介质基板(10)上表面；/n“n”型金属寄生结构(11)，设置于正方形介质基板(10)上表面；/n金属接地板(13)，设置于正方形介质基板(10)下表面；/n单极子矩形辐射臂(12)为矩形金属贴片；单极子矩形辐射臂(12)平行于长臂的轴线过正方形介质基板(10)上表面的中心，其一短边与正方形介质基板(10)上表面的第一边沿(1)重合，且两个边缘的中心重合，作为接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线的馈电端口；/n“n”型金属寄生结构(11)设置于单极子矩形辐射臂(12)远离天线馈电端口处的一侧；“n”型金属寄生结构(11)与单极子矩形辐射臂(12)在位置上构成套筒状关系；/n金属接地板(13)上对称地刻蚀有两组矩形缝隙结构(14、15)。/n

【技术特征摘要】
1.一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，其特征在于，包括：
正方形介质基板(10)；
单极子矩形辐射臂(12)，设置于正方形介质基板(10)上表面；
“n”型金属寄生结构(11)，设置于正方形介质基板(10)上表面；
金属接地板(13)，设置于正方形介质基板(10)下表面；
单极子矩形辐射臂(12)为矩形金属贴片；单极子矩形辐射臂(12)平行于长臂的轴线过正方形介质基板(10)上表面的中心，其一短边与正方形介质基板(10)上表面的第一边沿(1)重合，且两个边缘的中心重合，作为接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线的馈电端口；
“n”型金属寄生结构(11)设置于单极子矩形辐射臂(12)远离天线馈电端口处的一侧；“n”型金属寄生结构(11)与单极子矩形辐射臂(12)在位置上构成套筒状关系；
金属接地板(13)上对称地刻蚀有两组矩形缝隙结构(14、15)。


2.根据权利要求1所述的一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，其特征在于，单极子矩形辐射臂(12)其余三个边分别与正方形介质基板(10)上表面的第二边沿(2)、第三边沿(3)、第四边沿(4)平行。


3.根据权利要求1所述的一种接地板缝隙辐射n型寄生结构多频平面单极子天线，其特征在于，“n”型金属寄生结构(11)两个竖直臂和一个水平臂的宽度相同；“n”型金属寄生结构(11)两个竖直臂与单极子矩形辐射臂(12)的间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海雄，崔娟娟，李赵兴，冯治东，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61