本发明专利技术公开了一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线，该天线的辐射体为金属薄层(01)，金属薄层(01)包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面(04)三个部分。本发明专利技术具有尺寸电小，辐射效率高、易于共形、馈电简单和易于大规模加工制作等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线
，涉及ー种应用于无线通信终端的高效率电小环天线。
技术介绍
近来年无线通信技术的迅猛发展对于天线设计提出了越来越高的要求。现代移动通信終端设备例如手机、PDA、笔记本等留给天线的空间极为有限，设计体积紧凑同时又能高效率辐射的小型化天线一直是天线工程人员孜孜以求的目标。理论上，匹配良好同时又具有高辐射效率的电小天线是该类应用的最佳选择，然而，传统的电小天线自身微弱的辐射电阻和巨大的辐射电抗使其很难与常用的50欧姆特性阻抗传输线匹配，同时由于天线的电小尺寸其辐射效率受到了 Chu极限的限制，其小尺寸和高效率难以两全。最近，Ziolkowski等人基于新型人工电磁介质(metamaterial)的新颖特性提出了一系列的电小天线，包括电小单极天线、电小环天线等，它们都能够直接用50欧姆传输线馈电并保持高 辐射效率。然而，这些电小天线都属于立体结构类型，难以直接应用于基于平面微波电路的大多数移动通信終端。
技术实现思路
本专利技术的目的是为设计未来小型无线通信終端天线提供方便，克服现有电小天线技术中普遍存在的匹配困难以及辐射效率不高等不足，提供ー种具有电小尺寸，可由50欧姆馈线直接馈电同时又具有高辐射效率和良好辐射方向图的平面环天线。本专利技术的天线由金属薄片构成，包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面三个部分。天线总体为长方体结构，长度为Le, λ /2. I ^ Lg ^ λ /I. 7,宽度为Wc,λ /4. 5 < We < λ/4:.9,厚度为d，λ /200 ^ d ^ λ /150，λ为天线工作频率对应的真空波长。天线的交指电容加载辐射环和馈电耦合小环两个部分均位于天线的一角，其余部分为地平面。交指电容加载辐射环是指中部刻蚀有交指状电容的半矩形环，其长度为Ldl，λ /8. 3 ^ Lcll ^ λ/8. 7，宽度为Wdl，λ /20 ^ Wcll ^ λ/15，构成半环的金属线自身宽度为Clell, λ /95彡dcll彡λ /85。交指电容为两组(共四根)细金属线交错正对构成，长度为Lic,入/50彡Lic く λ/40，构成交指电容的金属线宽度为die，λ /650 ^ dic ^ λ/600。馈电耦合小环位于交指电容加载辐射环之内，其中一端留出一小段缺ロ以便用同轴传输线馈电，小环长度为Lf，λ /22 ^ Lf ^ λ /20，宽度为Wf，λ /42 ^ Wf ^ λ /38，构成小环的金属线自身宽度为df，X/170<df< λ/160。交指电容加载辐射环的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度为Wcdl,宽度为Lb，λ /40 ^ Lb ^ λ /35。本专利技术具有尺寸电小，辐射效率高、易于共形、馈电简单和易于大規模加工制作等优点。附图说明图I为本专利技术结构示意图，1-1为1-2的局部放大图。图2为本专利技术的仿真和实测反射系数图。图3为本专利技术实测的ニ维方向图。附图标记说明01金属辐射体；02交指电容加载辐射环；03馈电耦合小环；04金属地平面；05交指电容。具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。请參见图I所示的本专利技术天线ー较佳实例。该天线可操作于任ー工作频率上，该 工作频率可依据使用者需求选用。为方便说明，本示例选用I. 6GHz作为天线的工作频率加以说明。以下λ为天线工作频率对应的真空波长。本专利技术的天线由金属薄片构成，包括交指电容加载辐射环02、馈电耦合小环03和金属地平面04 ;该天线的辐射体为金属薄层01，为便于加工，可在介电常数为3. 2的单面覆铜板上光刻制得。金属薄层01的长度Le为入/1.9，宽度We为λ/4.7。金属薄层01包含位于左上角的交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03，以及包围在交指电容加载辐射环02和馈电耦合小环03周围的地平面04三个部分。交指电容加载辐射环02长度Ldl为λ/8. 5，宽度Wcdl为λ/18. 9，构成半环的金属线自身宽度Cldl为λ/90. 9。交指电容05为两组(共四根)细金属线交错正对构成，长度Li。为λ/45. 5，构成交指电容05的金属线自身宽度die为λ/625。馈电耦合小环03长度レ为λ/21. 3，宽度Wf为λ/40，构成小环的金属线自身宽度も为λ/166. 7。交指电容加载辐射环02的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度Wcdl为λ/18.9，宽度Lb为λ/37.6。在该实例中，由于采用了耦合馈电以及辐射体与地平面共面放置，天线在电小尺寸的情况下仍具有很高的辐射效率，适宜用作无线通信終端天线。该天线仿真和实测反射系数图如图2所示，可见在直接用50欧姆同轴线馈电的情况下，天线在I. 6GHz频点的反射系数小于-25dB，得到了非常好的匹配。该天线在yoz, xoz和xoy三个平面上的实测福射方向图分别在图3(a), (b), (C)中给出，从图中可以看出，天线的主瓣方向指向远离地平面的ー侧，在用作无线通信设备特别是手持通信设备终端时可有效减少对人体的辐射。实测效率和实际增益分别高达81. 8%和 4. 5dB。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线，其特征在于，该天线的辐射体为金属薄层(01)，金属薄层(01)包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面(04)三个部分。2.根据权利要求I所述的高效率电小平面环天线，其特征在于，金属薄层(01)的长度为 U，λ /2. I ^ Lg ^ λ /I. 7，宽度为 We，λ /4. 5 ^ ffG ^ λ /4. 9，厚度为 d，λ /200 ^ d ^ λ/150，λ为天线工作频率对应的真空波长；交指电容加载辐射环(02)长度为Lell, λ /8. 3 ^ Lcll ( λ /8. 7，宽度为Wdl，λ /20 ( Wcll ( λ /15，构成半环的金属线宽度为レ，λ /95彡dcll彡λ /85 ;交指电容(05)为两组细金属线交错正对构成，长度为Lie,λ /50 く Lic く λ /40，构成交指电容(05)的金属线宽度为dic, λ /650 ^ dic ^ λ /600 ;馈电耦合小环...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊江，俞钰锋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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