谐振器加载的小型化微带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种谐振器加载的小型化微带天线，包含两块双面覆铜的介质基板，介质基板的一面金属制作为矩形贴片辐射单元和U形半波长谐振器，另一面的金属全部保留作为金属地。本发明专利技术在保持了原有微带天线辐射性能和尺寸的前提下，降低了天线的工作频率，实现了微带天线的小型化，可广泛应用于无线通信系统的射频前端中。射频前端中。射频前端中。

【技术实现步骤摘要】
谐振器加载的小型化微带天线


[0001]本专利技术涉及微带天线
，具体是涉及谐振器加载的小型化微带天线。

技术介绍

[0002]随着移动通信技术、无线射频识别技术以及无线传感网络技术等新技术的发展，越来越需要高度小型化和集成化的终端设备，而无线电波的发射与接收是依靠天线来完成，其是无线通信系统的关键部件；如今的5G通信更是要求在一个移动终端内放置多个天线，这就必然要求天线尺寸的缩减；如何在保证尺寸的缩减的同时又能达到性能提高，使得天线小型化成为研究的热点。
[0003]目前，主要是通过延长天线表面电流路径来实现天线小型化，延长天线表面电流路径的方法包括弯折和开槽，弯折技术是指在有限的面积中容纳更长的电流路径，从而达到小型化的目的，其主要用于线天线；由于弯折线上的电流有很大一部分是反向的，它们在远场的辐射相互抵消，因此与直线的单极子或偶极子相比，弯折线天线的辐射电阻比较小，其效率和带宽都会减小；开槽技术主要应用于面天线，如贴片天线，在贴片天线非辐射边上开出与电流方向垂直的槽，则延长了电流的路径，这样就在不显著改变天线工作模式的前提下降低了天线的工作频率，从而达到小型化的目的，但开槽会增加与原模式垂直的电流，从而带来额外的交叉极化分量，恶化了天线的交叉极化性能。
[0004]针对上述问题，现有专利申请CN109091992A公开了一种小型化微带天线，其一块介质板的一面金属制作为矩形贴片辐射单元，另一面金属全部清除，另一块介质板的一面金属制作为四分之一波长谐振器，另一面金属全部保留作为金属地；其在保持了微带天线面积和辐射性能不变的前提下，降低了微带天线的工作频率；但其使用了两块介质基板，两块介质基板在上下对齐时可能产生误差；此外，两块介质基板叠加后中间必然会存在一定的缝隙，该缝隙会造成天线实际性能跟设计性能的偏差，甚至是恶化；且其通过调整介质基板的厚底来调节天线的工作频率，结构比较复杂。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种谐振器加载的小型化微带天线，利用谐振器与天线辐射单元间的容性耦合，等效为天线加载上一个电容，从而实现天线工作频率的降低，使天线小型化。
[0006]本专利技术所述的谐振器加载的小型化微带天线，包括一个介质基板，所述介质基板的上表面设置有作为矩形贴片辐射单元的矩形金属片及与其耦合的半波长谐振器，且所述谐振器位于矩形贴片辐射单元的非辐射边一侧，介质基板的下表面全部涂覆金属层作为金属地。
[0007]进一步的，所述半波长谐振器是一个U形的均匀阻抗微带谐振器。
[0008]进一步的，该天线的馈电点靠近半波长谐振器的开路端。
[0009]进一步的，该天线的馈电点距离半波长谐振器的开路端16mm
‑
18mm。
[0010]进一步的，所述半波长谐振器的长度为36.2mm，宽度为0.6mm。
[0011]进一步的，所述矩形贴片辐射单元的长度为35.0mm、宽度为25.0mm。
[0012]进一步的，所述介质基板的介电常数为2.65，厚度为1.5mm。
[0013]本专利技术所述的有益效果为：本专利技术的谐振器与天线辐射单元间的耦合为容性耦合，等效为天线加载上一个电容，从而实现天线工作频率的降低，实现了天线小型化；天线制作在单块介质基板上，采用U形均匀阻抗微带谐振器，结构简单，比较紧凑，易于加工，避免了加工误差，保证了天线性能的精准性。
附图说明
[0014]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0015]图1是本专利技术的结构示意图；
[0016]图2是实施例1的结构示意图；
[0017]图3是实施例2的结构示意图；
[0018]图4是小型化微带天线反射特性的示意图；
[0019]图中，1
‑
矩形贴片，2
‑
U形半波长均匀阻抗谐振器，3
‑
馈电点，4
‑
介质板。
具体实施方式
[0020]如图1所示，本专利技术公开了一种嵌入半波长谐振器的小型化微带天线，包含一块介质基板4，介质基板4的一面金属制作为矩形贴片辐射单元1及与其耦合的一个半波长谐振器2；介质基板4另一面的金属全部保留作为金属地。
[0021]其中，所述半波长谐振器是一个U性均匀阻抗微带谐振器，且所述谐振器位于矩形贴片辐射单元的窄边(即非辐射边)一侧。
[0022]该天线的馈电结构采用探针馈电，馈电点3靠近半波长谐振器2的开路端。
[0023]下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步阐述：
[0024]实施例1：如图2所示，矩形贴片辐射单元取长度a为35.0mm、宽度b为25.0mm，半波长谐振器的长度c为36.2mm、宽度d为0.6mm，选择介质板的介电常数为2.65、厚度e为1.5mm，半波长谐振器距矩形贴片辐射单元的垂直距离f为0.2mm，馈电点距半波长谐振器开路端的长度g为17.6mm。
[0025]实施例2：如图3所示，矩形贴片辐射单元取长度a
’
为35.0mm、宽度b
’
为25.0mm，半波长谐振器的长度c
’
为36.2mm、宽度d
’
为0.6mm，选择介质板的介电常数为2.65、厚e
’
度为1.5mm，半波长谐振器距矩形贴片辐射单元的垂直距离f
’
为0.7mm，馈电点距半波长谐振器开路端的长度g为16.8mm。
[0026]实施例1及实施例2的天线散射参数(S
11
)曲线如图4所示，由图4可见，通过采用不同的矩形贴片与半波长谐振器之间的间距，可以实现工作频率的调节，随着间距的减小，工作频率从2.55GHz降低到2.53GHz。实验表明，本专利技术所述的小型化设计可以显著降低微带天线的工作频率，在馈电点半波长谐振器开路端的长度为16.8,mm或17.6mm时，天线匹配效果最优。本专利技术由于谐振器和辐射贴片在介质基板的同一面，因此不需要调整介质基板的厚度，只需调整谐振器与辐射贴片的间距即可实现天线工作频率的调节，所以本专利技术结构
上更加精简、方便加工；由于仅采用一个介质基板，天线整体尺寸更小，制作成本更低。
[0027]以上所述仅为本专利技术的优选方案，并非作为对本专利技术的进一步限定，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的各种等效变化均在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.谐振器加载的小型化微带天线，其特征在于，包括一个介质基板，所述介质基板的上表面设置有作为矩形贴片辐射单元的矩形金属片及与其耦合的半波长谐振器，且所述谐振器位于矩形贴片辐射单元的非辐射边一侧，介质基板的下表面全部涂覆金属层作为金属地。2.根据权利要求1所述的谐振器加载的小型化微带天线，其特征在于，所述半波长谐振器是一个U形的均匀阻抗微带谐振器。3.根据权利要求1所述的谐振器加载的小型化微带天线，其特征在于，该天线的馈电点靠近半波长谐振器的开路端。4.根据权利要求1所述的谐振器加载的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈董，李博文，马佳，王晨曦，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：