[發明專利]弧形微帶天線

有效

• 申請號: 201410543595.5
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104319468A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李榮強
• 申請（專利權）人: 成都信息工程學院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

技術領域

本發明涉及微帶天線，特別涉及一種植入動物和人體內的弧線微帶天線。

背景技術

微帶天線結構如圖1和圖2所示，一般包括介質基板2及附著在介質基板2正面的輻射貼片1和介質基板2背面的接地面3。有些微帶天線也可以不需要接地面3。介質基板2一般采用絕緣材料，輻射貼片2和接地面3通常由金屬貼片或金屬涂覆層構成。根據不同的使用環境和工作頻率，輻射貼片2具有不同的形狀，最常見的輻射貼片形狀為圓形或長條的矩形。

微帶天線正向小型化和寬頻帶方向發展。天線的小型化是一個特別重要的發展方向，尤其是用于動物或人體內部的植入天線，其小型化具有十分重要的意義。天線的小型化可以通過加載電感、電容等方式實現，也可通過在天線輻射貼片表面增加開槽結構來實現。現有技術開槽結構通常為矩形，所以又稱為矩形槽，可以采用光刻或蝕刻工藝形成，如圖1中的矩形槽20。開槽結構改變了天線表面的電流分布，延長了電流的流動路徑，相當于增加了天線振子的長度，降低了諧振頻率，從而有利于天線的小型化。開槽越多，電流的流動路徑越長，越有利于天線的小型化。但是開槽結構對微帶天線也存在不利影響，如減少了輻射貼片的面積，降低了天線的增益等。特別是對于小型化天線，由于輻射貼片面積本來就十分有限，過多的開槽占用的輻射貼片面積將對天線增益造成較大的影響。還有一種小型化的方法是增加短路線，該方法用短路線在選定的位置連接輻射貼片和接地面，可以使天線尺寸減小約一半。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種弧形微帶天線，采用弧形輻射貼片和弧形開槽結構，對天線進行小型化處理。

本發明解決所述技術問題，采用的技術方案是，弧形微帶天線，包括輻射貼片和介質基板，所述輻射貼片布置在所述介質基板正面，其特征在于，所述輻射貼片至少有一條邊為弧線，成外凸形狀，所述弧線內側間隔布置有n條弧形槽，每一條弧形槽都有一端與所述輻射貼片邊沿相連；其中，第一條弧形槽始端與輻射貼片邊沿相連，第二條弧形槽末端與輻射貼片邊沿相連，第三條弧形槽始端與輻射貼片邊沿相連，以此類推；n為自然數，n≥1。

本發明的弧形微帶天線，輻射貼片至少有一條邊為弧線，形成向外突出的結構形狀，可以在有限空間獲得較大的輻射面積，并可以根據不同的使用環境和裝配空間選擇不同的弧線形狀，如圓弧、橢圓弧、拋物線弧和雙曲線弧等。本發明采用弧形開槽結構，較傳統的直線形開槽結構具有更長的電流路徑，可以減少開槽數量，有利于縮小天線尺寸。本發明中每一條弧形槽都有一端與輻射貼片邊沿相連，與輻射貼片邊沿形成開口結構，開口位置交錯布置，使n條弧形槽將輻射貼片分成首尾相連的n部分，極大地延長了電流路徑，天線諧振頻率大大降低。

優選的，所述n條弧形槽寬度相等、間隔相等。

采用寬度和間隔都相等的弧形槽，可以充分利用輻射貼片面積，布置更多的弧形槽，也可以簡化制造工藝，降低生產成本。

進一步的，所述弧形微帶天線還包括接地面，所述接地面布置在所述介質基板背面。

增加接地面，可以改善天線性能，滿足一些特殊用途的需要，擴大天線的應用領域。

進一步的，所述接地面與輻射貼片通過短路線連接。

該方案增加了短路線，能夠進一步降低天線尺寸，并有利于調整饋電阻抗。

進一步的，所述弧形微帶天線還包括介質加載層，所述介質加載層覆蓋所述輻射貼片。

該方案增加了一層介質加載層，覆蓋在輻射貼片表面，可以隔離輻射貼片，特別適合用于動物或人體組織中，并且通過選擇不同的介質還可以調整天線參數，如諧振頻率等。

推薦的，所述弧線為圓弧或橢圓弧。

采用圓弧或橢圓弧邊圍成的形狀，邊沿比較圓滑，這種形狀的輻射貼片結構比較簡單，加工比較容易，而且輻射貼片邊沿效應小、反射較小。

優選的，所述弧形槽為與所述圓弧同心的圓弧形槽，或與所述橢圓弧同軸的橢圓弧形槽。

對于圓弧形或橢圓弧形的微帶天線，弧形槽采用與圓弧同心的圓弧形槽，或與橢圓弧同軸的橢圓弧形槽，能夠得到較長的電流路徑，實現更均勻的開槽分布，能夠提高電流密度的均勻性。

優選的，所述圓弧或橢圓弧的對邊為連接所述圓弧或橢圓弧兩個端點的直線。

這是一種由圓弧或橢圓弧與直線圍成的形狀，這種輻射貼片具有結構簡單，便于加工的特點。

優選的，所述直線為所述圓弧的直徑或橢圓弧的軸。

這是半圓形或半橢圓形輻射貼片，具有形狀規整、結構簡單、面積適中的特點。

進一步的，所述弧形微帶天線用于動物或人體的植入天線。