一种短路贴片天线结构制造技术

本发明专利技术提供一种短路贴片天线结构，金属贴片设置在上层介质板的上表面，金属接地层设置在上层介质板的下表面，下层介质板设置在金属接地层的下表面，馈电结构设置在下层介质板的下表面，金属贴片在非辐射边设置底面在同一平面上的多个凹槽组成的人工表面等离激元结构，金属接地层通过短路过孔阵列使金属贴片的一侧边沿接地短路，金属化孔穿过金属接地层的隔离孔将馈电结构和金属贴片的馈电接口连接。本发明专利技术通过在金属贴片的非辐射边加载凹槽深度渐变的人工表面等离激元结构，结合短路贴片天线的小型化优势显著减小天线尺寸，同时保留微带天线低剖面、低成本、易于加工制造和系统集成的优点，适用于超紧凑型无线通信系统的射频前端。前端。前端。

【技术实现步骤摘要】
一种短路贴片天线结构


[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造
，特别是涉及一种短路贴片天线结构。

技术介绍

[0002]天线是射频前端最重要的组成部件之一，能够将导行波转换成空间波，在无线通信系统中占据举足轻重的地位。贴片天线具有低剖面、体积小、重量轻、制造简单和易于集成等优点，在无线通信系统终端和便携式移动客户端设备中都得到了广泛的应用。随着无线通信系统的不断升级和迭代，终端设备逐渐朝着小型化和集成化的方向发展，对天线尺寸的要求越来越高。因此，如何实现贴片天线的小型化是目前无线通信系统中亟待解决的关键问题之一。
[0003]短路贴片天线是一种常见的实现天线小型化的措施，其通过在传统矩形微带贴片天线中心的电场零点位置处加载短路片或短路柱的方式，将天线辐射体的长度缩减一半。这种方式不改变天线本身的工作模式，天线仍在基模TM
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状态下谐振。
[0004]但是，现有技术中，四分之一波长的尺寸缩减后的短路贴片天线得到的辐射性能具有一定的局限性，不满足现代无线通信系统对射频前端器件微型化和集成化的高性能要求。因此，如何突破现有的小型化限制，在保证辐射性能的前提下进一步实现贴片天线的尺寸缩减，在紧凑型射频前端系统的设计中尤为重要。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的，不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0006]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种短路贴片天线结构，用于解决现有技术中贴片天线无法实现缩减尺寸的同时保证辐射性能的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种短路贴片天线结构，所述短路贴片天线结构包括：金属贴片、介质板、金属接地层、金属化孔、短路过孔阵列和馈电结构；
[0008]所述介质板包括上层介质板和下层介质板，所述金属贴片设置在所述上层介质板的上表面，所述金属接地层设置在所述上层介质板的下表面，所述下层介质板设置在所述金属接地层的下表面，所述馈电结构设置在所述下层介质板的下表面；
[0009]所述金属贴片包括相对平行设置的第一边沿、第四边沿和相对平行设置的第二边沿、第三边沿，所述第一边沿与所述第二边沿垂直；所述短路过孔阵列设置在所述金属贴片的所述第一边沿并贯穿下方的所述上层介质板，所述金属接地层通过所述短路过孔阵列使所述金属贴片的所述第一边沿接地；所述金属贴片的所述第二边沿和所述第三边沿均加载人工表面等离激元结构，所述人工表面等离激元结构为多个间隔设置的第一凹槽，所述第一凹槽的底面均不平行于所述第二边沿，所述第二边沿上的所有所述第一凹槽的底面在第一平面上，所述第三边沿上的所有所述第一凹槽的底面在第二平面上，所述第一平面与所
述第二平面不平行，所述第一凹槽的深度从所述第一边沿向所述第四边沿的方向递减；所述第四边沿作为所述金属贴片的辐射边进行单一辐射边的电磁能量辐射；
[0010]所述金属接地层设置有隔离孔，所述金属贴片设置有馈电接口；所述金属化孔穿过所述金属接地层的所述隔离孔将所述馈电结构和所述金属贴片的所述馈电接口连接，所述馈电结构通过所述馈电接口为所述金属贴片提供馈电。
[0011]可选地，所述人工表面等离激元结构对称加载在所述金属贴片的所述第二边沿和所述第三边沿。
[0012]可选地，所述人工表面等离激元结构的所述第一凹槽深度满足线性变化规律。
[0013]可选地，所述馈电接口的位置偏离所述金属贴片的几何中心点，且靠近所述第一边沿。
[0014]可选地，所述馈电结构包括人工表面等离激元传输线。
[0015]可选地，所述人工表面等离激元传输线沿平行于所述第二边沿的方向的两侧均间隔设置多个第二凹槽，每个所述第二凹槽的深度相同。
[0016]可选地，所述馈电结构还包括过渡结构和均匀微带线，所述过渡结构用于连接所述人工表面等离激元传输线和所述均匀微带线，所述过渡结构沿平行于所述第二边沿的方向的两侧均间隔设置多个第三凹槽，所述第三凹槽的深度从所述人工表面等离激元传输线向所述均匀微带线的方向减小。
[0017]可选地，所述第三凹槽的深度从所述人工表面等离激元传输线向所述均匀微带线的方向逐个等差递减。
[0018]可选地，所述上层介质板和所述下层介质板为相同的高频印刷电路板。
[0019]如上，本专利技术的短路贴片天线结构，具有以下有益效果：
[0020]本专利技术通过在金属贴片的非辐射边加载凹槽深度渐变的人工表面等离激元结构，结合短路贴片天线的小型化优势显著减小天线尺寸，同时保留微带天线低剖面、低成本、易于加工制造和系统集成的优点，可应用于超紧凑型无线通信系统的射频前端；
[0021]本专利技术通过将馈电结构设置在天线结构的底部，使天线系统的小型化的同时避免馈电结构对天线辐射性能的影响。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术中短路贴片天线结构的结构爆炸图示意图。
[0023]图2显示为本专利技术中金属贴片的俯视图示意图。
[0024]图3显示为本专利技术中馈电结构的俯视图示意图。
[0025]图4显示为本专利技术中短路贴片天线结构的反射系数曲线图。
[0026]图5显示为本专利技术中短路贴片天线结构的E面辐射方向图。
[0027]图6显示为本专利技术中短路贴片天线结构的H面辐射方向图。
[0028]元件标号说明
[0029]1、金属贴片；101、第一边沿；102、第二边沿；103、第三边沿；104、第四边沿；105、第一凹槽；106、第一平面；107、第二平面；2、上层介质板；3、金属化孔；4、金属接地层；5、下层介质板；6、馈电结构；601、人工表面等离激元传输线；602、过渡结构；603、均匀微带线；604、第二凹槽；605、第三凹槽；7、馈电接口；8、短路过孔阵列；9、隔离孔。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0032]为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。
[0033]在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短路贴片天线结构，其特征在于，所述短路贴片天线结构包括：金属贴片、介质板、金属接地层、金属化孔、短路过孔阵列和馈电结构；所述介质板包括上层介质板和下层介质板，所述金属贴片设置在所述上层介质板的上表面，所述金属接地层设置在所述上层介质板的下表面，所述下层介质板设置在所述金属接地层的下表面，所述馈电结构设置在所述下层介质板的下表面；所述金属贴片包括相对平行设置的第一边沿、第四边沿和相对平行设置的第二边沿、第三边沿，所述第一边沿与所述第二边沿垂直；所述短路过孔阵列设置在所述金属贴片的所述第一边沿并贯穿下方的所述上层介质板，所述金属接地层通过所述短路过孔阵列使所述金属贴片的所述第一边沿接地；所述金属贴片的所述第二边沿和所述第三边沿均加载人工表面等离激元结构，所述人工表面等离激元结构为多个间隔设置的第一凹槽，所述第一凹槽的底面均不平行于所述第二边沿，所述第二边沿上的所有所述第一凹槽的底面在第一平面上，所述第三边沿上的所有所述第一凹槽的底面在第二平面上，所述第一平面与所述第二平面不平行，所述第一凹槽的深度从所述第一边沿向所述第四边沿的方向递减；所述第四边沿作为所述金属贴片的辐射边进行单一辐射边的电磁能量辐射；所述金属接地层设置有隔离孔，所述金属贴片设置有馈电接口；所述金属化孔穿过所述金属接地层的所述隔离孔将所述馈电结构和所述金属贴片的所述馈电接口连接，所述馈电结构通过所述馈电接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐旻，王美妮，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：