[發明專利]一種應用于無線通信終端的高效率電小平面環天線

有效

• 申請號: 201210157116.7
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102694236A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 熊江;俞鈺鋒
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種應用于無線通信終端的高效率電小環天線。

背景技術

近來年無線通信技術的迅猛發展對于天線設計提出了越來越高的要求。現代移動通信終端設備例如手機、PDA、筆記本等留給天線的空間極為有限，設計體積緊湊同時又能高效率輻射的小型化天線一直是天線工程人員孜孜以求的目標。理論上，匹配良好同時又具有高輻射效率的電小天線是該類應用的最佳選擇，然而，傳統的電小天線自身微弱的輻射電阻和巨大的輻射電抗使其很難與常用的50歐姆特性阻抗傳輸線匹配，同時由于天線的電小尺寸其輻射效率受到了Chu極限的限制，其小尺寸和高效率難以兩全。最近，Ziolkowski等人基于新型人工電磁介質(metamaterial)的新穎特性提出了一系列的電小天線，包括電小單極天線、電小環天線等，它們都能夠直接用50歐姆傳輸線饋電并保持高輻射效率。然而，這些電小天線都屬于立體結構類型，難以直接應用于基于平面微波電路的大多數移動通信終端。

發明內容

本發明的目的是為設計未來小型無線通信終端天線提供方便，克服現有電小天線技術中普遍存在的匹配困難以及輻射效率不高等不足，提供一種具有電小尺寸，可由50歐姆饋線直接饋電同時又具有高輻射效率和良好輻射方向圖的平面環天線。

本發明的天線由金屬薄片構成，包括位于左上角的交指電容加載輻射環(02)和饋電耦合小環(03)、包圍在交指電容加載輻射環(02)和饋電耦合小環(03)周圍的地平面(04)三個部分。

天線總體為長方體結構，長度為L_G，λ/2.1≤L_G≤λ/1.7，寬度為W_G，λ/4.5≤W_G≤λ/4.9，厚度為d，λ/200≤d≤λ/150，λ為天線工作頻率對應的真空波長。

天線的交指電容加載輻射環和饋電耦合小環兩個部分均位于天線的一角，其余部分為地平面。交指電容加載輻射環是指中部刻蝕有交指狀電容的半矩形環，其長度為L_cll，λ/8.3≤L_cll≤λ/8.7，寬度為W_cll，λ/20≤W_cll≤λ/15，構成半環的金屬線自身寬度為d_cll，λ/95≤d_cll≤λ/85。交指電容為兩組(共四根)細金屬線交錯正對構成，長度為L_ic，λ/50≤L_ic≤λ/40，構成交指電容的金屬線寬度為d_ic，λ/650≤d_ic≤λ/600。饋電耦合小環位于交指電容加載輻射環之內，其中一端留出一小段缺口以便用同軸傳輸線饋電，小環長度為L_f，λ/22≤L_f≤λ/20，寬度為W_f，λ/42≤W_f≤λ/38，構成小環的金屬線自身寬度為d_f，λ/170≤d_f≤λ/160。交指電容加載輻射環的下方留出一段空隙，將輻射體與地平面隔離，空隙長度為W_cll，寬度為L_b，λ/40≤L_b≤λ/35。

本發明具有尺寸電小，輻射效率高、易于共形、饋電簡單和易于大規模加工制作等優點。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖，1-1為1-2的局部放大圖。

圖2為本發明的仿真和實測反射系數圖。

圖3為本發明實測的二維方向圖。

附圖標記說明：01金屬輻射體；02交指電容加載輻射環；03饋電耦合小環；04金屬地平面；05交指電容。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。