[發明專利]三頻光子帶隙介電常數漸變陶瓷阿基米德螺旋天線

無效

• 申請號: 200810071967.3
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101383446A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 周建華;羅勇;林斌;鄭建森;李偉文;游佰強;熊兆賢
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q5/00;H01Q9/04;H01Q21/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森;劉 勇

技術領域

本發明涉及一種阿基米德螺旋天線，尤其是涉及一種三頻光子帶隙介電常數漸變陶瓷阿 基米德螺旋天線。

背景技術

RFID射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種用射頻通信實現的非接觸式自動識 別技術，近年來已經獲得了一系列的成果。其中，一些成果已經開始在眾多領域中得到實際 應用，并將成為繼移動通訊技術、互聯網技術之后又一項影響全球經濟與人類生活的新一代 技術。從長遠的觀點看，這項技術與互聯網、通訊等技術緊密結合，應用于物流、制造、公 共信息服務等眾多行業，可實現高效管理與運作，使之進一步提升高新技術含量。

隨著無線通信系統和用戶人數的發展，對系統通信容量提出更高的要求。為此，人們提 出了第三代移動通信系統，其中采用直接擴頻技術的WCDMA除了提供傳統的語音服務以外， 還提供圖像、數據等寬帶多媒體服務。

天線設計及制造技術是射頻識別技術及3G系統移動終端的核心關鍵技術之一，天線的各 項特性及形態大小，極大程度地影響了射頻識別系統及3G系統移動終端的工作性能及應用領 域，天線在RFID系統及3G系統移動終端中具有舉足輕重的地位。射頻識別系統的兩個常用工 作頻段的頻率范圍分別為0.902～0.928GHz和2.4～2.4835GHz，其帶寬要求分別為26MHz和 83.5MHz。WCDMA系統射頻的工作頻率范圍是1.92～2.17GHz，頻寬達250MHz。對于RFID 系統和WCDMA移動終端的天線設計要求具有大帶寬、小尺寸，且在整個方位平面上提供均 勻覆蓋，增益在0dB以上。

對于目前的RFID天線，常規的微帶天線尺寸明顯過大，且存在工作帶寬小、難以實現 雙頻段工作等缺點，即便通過插入短路針、使用饋電環路等技術來進行改進，效果仍不理想。 目前商用的3G系統移動終端天線主要采用鞭狀天線，其缺點是尺寸不易縮小，工作帶寬小， 且人體鄰近效應的存在造成輻射方向覆蓋不均勻。現代無線通信技術的發展，迫切需要一款 天線能夠兼容射頻識別系統和3G系統移動終端，同時覆蓋0.902～0.928GHz、1.92～2.17GHz 和2.4～2.4835GHz這三個工作頻段。

相比于傳統的基底材料，陶瓷基底具有介電常數高、介質損耗小等優點，使用陶瓷基底 可以有效縮小天線尺寸。而介電常數漸變的陶瓷基底，可以有效地展寬天線的工作頻段。阿 基米德螺旋天線是隨著現代通信發展的要求而發展起來的典型的低剖面、平板結構的天線， 它以頻帶寬、圓極化、重量輕、剖面低、可共形、制造成本低、輻射效率高等獨特優點，得 到了廣泛的研究和應用。光子帶隙(PBG，Photonic?Band-Gap)結構由一種介質材料在另一 種介質材料中周期分布所組成。這種結構可以通過縮放尺寸關系應用于很寬的頻率范圍，因 此近幾年來微波與毫米波領域的PBG結構應用越來越引起人們的關注。在PBG結構中，電 磁波經周期性介質散射后，某些波段電磁波強度會因破壞性干涉而呈指數衰減，無法在該結 構中傳播，于是在頻譜上形成帶隙。PBG結構在微波領域，特別是微波電路和天線領域中有著 巨大的應用價值，現已被廣泛地應用到微波、毫米波波段的電路與器件的設計中。合理應用 光子帶隙結構能夠改善天線的輻射特性，展寬天線的工作帶寬。