[發(fā)明專利]共面緊湊型光子晶體GPS接收天線

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210302933.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN102800964A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勝;劉劍林;羅彥軍;李吉云;羅向陽(yáng);謝強(qiáng);張青;周瑞山;陽(yáng)元江;韓玉成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)振華集團(tuán)云科電子有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/48
• 分類號(hào): H01Q1/48;H01Q1/38
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光子晶體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共面緊湊型光子晶體GPS接收天線。

背景技術(shù)

光子晶體概念是由Eli?Yablonovitch和Sajeev?John在1987年各自獨(dú)立地提出來(lái)的。光子晶體是一種介電常數(shù)空間周期性變化、晶格常數(shù)可與光波長(zhǎng)相比且具有光子帶隙結(jié)構(gòu)，能控制光子傳播狀態(tài)的新型人工材料。光子晶體的基本特征是具有光子禁帶，頻率落在禁帶中的電磁波是禁止傳播的。光子晶體的另一個(gè)主要特征是光子局域。如果在光子晶體的周期性結(jié)構(gòu)中摻入雜質(zhì)或引入某種缺陷，那么和缺陷態(tài)頻率相吻合的光子將被局域在缺陷位置。光子晶體引入點(diǎn)缺陷形成微腔，引入線缺陷形成光波導(dǎo)，引入面缺陷形成完全鏡面。用光子晶體的獨(dú)特性質(zhì)，基于光子晶體的光波導(dǎo)、濾波器、微腔、反射器等新型功能器件相繼涌現(xiàn)。

貼片天線是二十世紀(jì)七十年代出現(xiàn)的一種新型天線形式，是指在一個(gè)薄介質(zhì)基片上，—面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法做出一定形狀的金屬貼片，并利用同軸探針或微帶線對(duì)貼片饋電的一種天線。貼片天線由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，低剖面，電性能多樣化,能與載體共形，能和有源器件、電路集成為統(tǒng)一的組件，適合大規(guī)模生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)使其在通信、雷達(dá)及全球定位系統(tǒng)（GPS，Global?Positioning?System）接受天線等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。但其也有缺陷，比如由于貼片天線的結(jié)構(gòu)能支持表面波，而貼片天線中表面波的存在一方面使能量被束縛在介質(zhì)層附近而不能輻射出去從而降低了天線的效率，另一方面在介質(zhì)截?cái)嗵帲姶挪〞?huì)發(fā)生輻射和繞射，影響天線的方向圖，主要是引起后瓣增大和旁瓣起伏加大，使天線易受到電子干擾和欺騙。出于表面波、高次模、饋線損耗和介質(zhì)損耗的影響，貼片天線存在著效率低、帶寬較窄、增益較低等不足。這些缺點(diǎn)一定程度上影響了貼片天線的應(yīng)用，因此，急需對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其得到更好的應(yīng)用。共面緊湊型光子晶體(UC-PBG：Unipalar?Compact?Photonic?Bandgap)的出現(xiàn)為微帶貼片天線的改良提供了全新手段。UC-PBG結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，晶格結(jié)構(gòu)都與貼片共面，對(duì)微帶天線的表面波具有很好的抑制作用，其金屬結(jié)構(gòu)不需要與地之間鉆金屬孔相連，而是通過將晶格加工成感性連接支路和容性縫隙而形成并聯(lián)的二維LC網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的抑制，這種結(jié)構(gòu)不僅成本低，加工簡(jiǎn)單，而且禁帶寬，更適合與標(biāo)準(zhǔn)的MMIC制造技術(shù)兼容。因此，共面緊湊型光子晶體結(jié)構(gòu)在貼片天線上的應(yīng)用研究日益受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種共面緊湊型結(jié)構(gòu)光子晶體對(duì)GPS貼片天線進(jìn)行的改進(jìn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種共面緊湊型光子晶體GPS接收天線，包括介質(zhì)基板，介質(zhì)基板正面設(shè)置貼片天線，介質(zhì)基板背面設(shè)置接地板，接地板中心設(shè)置饋電引腳，接地板上設(shè)置周期性分布的光子晶體結(jié)構(gòu)。

所述每一個(gè)光子晶體結(jié)構(gòu)單元由正方形的貼片和中間插入的電感線組成，相鄰光子晶體結(jié)構(gòu)單元通過電感線連接。

所述介質(zhì)基板為陶瓷介質(zhì)材料。

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明在普通陶瓷介質(zhì)GPS接收天線上通過刻蝕或絲印工藝形成二維周期性分布的金屬面，其中的光子晶體圖案的每一個(gè)周期單元由正方形小貼片和中間插入的金屬細(xì)絲組成，相鄰單元之間的間隙提供了耦合電容，而細(xì)窄的分支線則提供了電感，通過并聯(lián)的二維LC網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定電磁波的抑制，達(dá)到提高性能的結(jié)果，本發(fā)明通過在貼片天線接地板引入共面緊湊型光子晶體，利用光子晶體的禁帶效應(yīng)，抑制沿底板介質(zhì)傳播的表面波，增加天線藕合到空間的電磁波輻射功率。對(duì)表面波的抑制可以提高天線的效率，從而改善天線的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明背面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限于實(shí)施例。

如圖1、圖2、圖3所示，一種共面緊湊型光子晶體GPS接收天線，包括介質(zhì)基板1，介質(zhì)基板1正面設(shè)置貼片天線2，介質(zhì)基板1背面設(shè)置接地板，接地板中心設(shè)置饋電引腳4，接地板上設(shè)置周期性分布的光子晶體結(jié)構(gòu)。

每一個(gè)的光子晶體結(jié)構(gòu)單元由正方形的貼片3和中間插入的電感線5組成，相鄰光子晶體結(jié)構(gòu)單元通過電感線5連接。

在普通陶瓷介質(zhì)GPS接收天線上通過刻蝕或絲印工藝形成二維周期性分布的光子晶體結(jié)構(gòu)單元，相鄰單元之間的間隙提供了耦合電容，而細(xì)窄的電感線5則提供了電感，通過并聯(lián)的二維LC網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定電磁波的抑制，達(dá)到提高性能的結(jié)果。