[發明專利]一種基于復合左右手傳輸線的微帶天線

有效

• 申請號: 201310477717.0
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103490160A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 齊本勝;李昕昕;施君娟;苗紅霞
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q13/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;劉艷艷

技術領域

本發明屬于微波技術領域，特別涉及一種基于復合左右手傳輸線的微帶天線。

背景技術

隨著科學技術的進步和電子工業的飛速發展，無線通信技術也得到了快速的發展，給人們之間的交流帶來了很大的便利，其中天線在無線通信系統中占據了重要的位置。隨著無線移動設備的體積越來越小、越來越便于攜帶，天線的性能除了要滿足重量輕、制作簡單、成本低的特性要求，還要滿足體積小、全向性的特點，目前復合左右手傳輸線已經成為電磁研究領域中的一個熱點，我們可以利用其零階諧振特性來設計出體積更小的天線。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，?本發明提供一種基于復合左右手傳輸線的微帶天線，利用復合左右手傳輸線結構的零階諧振特性，在實現全向輻射的同時并滿足天線小型化的要求。

為了解決上述問題，采用以下技術方案：

一種基于復合左右手傳輸線的微帶天線，其特征在于：所述微帶天線包括：矩形的介質基板、介質基板上層的第一金屬層、介質基板下層的空氣介質層、和空氣介質層下層的第二金屬層；其中，第一金屬層為周期性電路，第二金屬層為接地層；第一金屬層周期性電路包括三個周期單元和微帶饋線，每個周期單元包括依次相連的矩形輻射貼片、金屬折疊線和虛擬地，微帶饋線與相鄰的矩形輻射貼片直接相連，在每個矩形輻射貼片的下方設有一個金屬過孔，金屬過孔通過介質基板、空氣介質層連接到第二金屬層；第二金屬層蝕刻有三個互補諧振環結構，每個互補諧振環結構包括開口向下的第一U型刻槽和開口向上的第二U型刻槽，第一U型刻槽倒插于第二U型刻槽內部將金屬過孔扣于中間。

所述的基于復合左右手傳輸線的微帶天線，其特征在于：相鄰矩形輻射貼片之間相互耦合實現串聯電容，介質基板上層的第一金屬層與空氣介質層下層的第二金屬層實現并聯電容，連接于介質基板上層矩形輻射貼片和第二金屬層之間的金屬過孔實現并聯電感，金屬折疊線將矩形輻射貼片與虛擬地相連實現并聯電感，第二金屬層上的三個互補諧振環結構實現并聯電感，從而在介質基板上構成復合左右手傳輸線，形成零階諧振天線。通過在介質基板和第二金屬層之間添加空氣介質層來增加金屬過孔的高度，提高并聯電感的大小，從而使天線的零階諧振頻率更小。

作為優選方案，所述微帶天線的諧振為2.4GHz，相對帶寬為4.6%。

作為優選方案，所述介質基板的長度不大于諧振時工作波長的1/6。

作為優選方案，所述介質基板材質為聚四氟乙烯，介電常數為2.65，損耗角正切為0.002，厚度為0.7mm。

作為優選方案，所述第一金屬層和第二金屬層為覆銅板，厚度為0.07mm。

作為優選方案，所述矩形輻射貼片長L=6mm、寬W=6mm，相鄰矩形輻射貼片之間的間隙d=0.2mm。

作為優選方案，所述金屬過孔半徑為r=1mm；金屬折疊線的線寬為0.2mm，相鄰金屬折疊線的間距為0.2mm。

有益效果是：本發明提供的一種基于復合左右手傳輸線的微帶天線，將金屬折疊線、金屬過孔、互補諧振環相結合使用，天線具有全向輻射特性；通過調節天線的一些參數，可以調節天線的諧振頻率；天線的零階諧振頻率更小，適用于無線局域網系統或者小型化基站天線所，結構簡單，體積小型化、成本低。

附圖說明

圖1是本發明基于復合左右手傳輸線的微帶天線的立體圖；

圖2是圖1的頂層結構示意圖；

圖3是圖1的底層結構示意圖；

圖4是本發明基于復合左右手傳輸線的微帶天線的回波損耗圖；

圖5是本發明基于復合左右手傳輸線的微帶天線的方向圖；

圖6是本發明的等效電路圖。

圖中：介質基板1、矩形輻射貼片2、微帶饋線3、金屬過孔4、金屬折疊線5、空氣介質層6、虛擬地7、第二金屬層8、第一U型刻槽9、第二U型刻槽10。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。