[發明專利]對稱雙偶極調控縫隙耦合諧振器的多頻段天線

有效

• 申請號: 201510219289.0
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104882670B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 游佰強;黃疆;周濤;程飛;周建華;李杰;徐偉明
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q5/10;H01Q5/307;H01Q5/28
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種微帶貼片天線，尤其是涉及可同時適用于多個通信頻段、多頻點的對稱雙偶極調控縫隙耦合諧振器的多頻段天線。

背景技術

隨著科學技術的進步，電子技術和無線通信技術快速發展，無線通信設備在人們日常生活與工作中發揮著越來越重要的作用。與此同時，通信終端設備在全球通信市場的地位也越來越高，種類繁多，外形多樣，集成度高。無線通信技術自發展起來，一直處于高速的創新中。

各種新型無線通信系統不斷產生、發展并投入使用(例如DCS、UMTS、PCS、WLAN、WiMAX、Bluetooth等)，這使得頻率資源利用率越來越緊張。天線作為無線通信系統中電磁波信號發射與接收的關鍵部件，其設計也面臨著越來越多的新要求和新挑戰(BAO J H,HUANG Q L,WANG X H,et al.Compact Multiband Slot Antenna for WLAN/WiMAX Operations[J].Int J Antenn Propag,2014.)。

正因如此，目前所使用的無線通信系統終端設備通常需要工作在多個頻段，為了簡化終端天線系統設計復雜度并降低其制作成本，最有效的方法就是設計能夠同時工作于多個通信頻段的多頻寬帶天線，這種天線最大優點在于一個天線可同時實現多個天線的工作性能。而印刷天線因為具有加工簡單、成本低、易于集成以及全向的輻射方向圖和較大的阻抗帶寬，非常適合應用于多頻寬帶天線設計中。

單極子天線由于其結構簡單，阻抗帶寬，而且很容易獲得雙向或全向輻射特性，成為了研究熱點(MAHATTHANAJATUPHAT C,WONGSIN N,AKKARAEKTHALIN P.A Multiband Monopole Antenna with Modified Fractal Loop Parasitic for DCS 1800,WLAN,WiMAX and IMT Advanced Systems[J].Ieice T Commun,2012,95(1):27-33.)。

根據通信系統發展需要，單極子天線在不斷演變，出現了各種不同輻射體形狀的單極子天線，金屬輻射體形狀有矩形、圓形、橢圓、三角形等，并且單極子天線結構由原先立體結構向平面印刷結構發展，利用印刷電路板技術使得天線制作更加簡單，被廣泛應用與現代通信設備中。

文獻(WANG Y S,LU J C,CHUNG S J.A Miniaturized Ground Edge Current Choke-Design,Measurement,and Applications[J].Ieee T Antenn Propag,2009,57(5):1360-1266.)中提出一種邊緣地板扼流結構，該種扼流結構主要為在地板邊緣蝕刻縫隙，在上層進行枝節加載，加載的枝節與地板通過饋電探針連接，相當于在有限空間內大大加長扼流傳輸線長度，形成四分之一傳輸線實現阻斷射頻電流功能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種尺寸小、加工簡單、成本低廉、易于集成以及全向的輻射方向圖和較大的阻抗帶寬，能夠同時工作于多個通信頻段，多頻寬帶的對稱雙偶極調控縫隙耦合諧振器的多頻段天線。

本發明設有介質基板，介質基板的上表面和下表面分別敷有良導體層，上表面良導體層設有帶縫隙結構的輻射貼片和微帶饋線，所述帶縫隙結構的輻射貼片結構輪廓為類U型結構，所述類U形底端為斜梯型漸變結構，用于減小與微帶饋線的反射，增加阻抗帶寬，類U形頂端加載T型枝節，用于產生3.5GHz的諧振頻點；所述縫隙結構為在輻射貼片的左右兩側刻蝕兩個對稱的“箭頭”型縫隙，以構成縫隙耦合諧振器，實現雙偶極調控；所述微帶饋線的形狀為矩形結構；下表面良導體層設有接地板和加載枝節結構，所述接地板為矩形接地板，矩形接地板上設有兩個對稱L型槽，用于在高頻段內形成一個阻帶，改善高頻段的阻抗匹配特性；所述加載枝節結構為兩個對稱的輪廓為類U型結構，用于與兩個對稱的“箭頭”型縫隙形成耦合作用，在類U型加載枝節上設有兩個對稱的耦合腔。

所述耦合腔的形狀最好為圓形，用于影響等效電路中的電容特性，改善2.4GHz頻段的特性。

所述介質基板可采用陶瓷介質基板或環氧復合介質基板，在介質基板雙面覆蓋銅或銀材料，介質基板的相對介電常數可為4.0±2.0，最好為3.2±0.2。

所述介質基板的長度可為22.7±6.0m，寬度可為20.0±5.3mm，厚度可為0.800±0.200mm。