[發明專利]基于陣列帶花瓣型夾層及條帶控制的左右手復合天線

有效

• 申請號: 201510385364.0
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN104953271B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 周建華;陳楠;金琬晴;游佰強;李杰;戚宇軒;楊林鵬
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q5/20;H01Q5/42;H01Q21/00
• 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

本發明涉及陣列疊層微帶天線，尤其是涉及一種帶花瓣型夾層、Mushroom結構、十字條帶控制結構和CSRR結構的基于陣列帶花瓣型夾層及條帶控制的左右手復合天線。

背景技術

近年來，無線通信技術飛速進步，大量頻譜資源不斷被開發使用，因此各種高頻超高頻的無線通信設備逐漸得到人們的認可，登上了無線技術發展的歷史舞臺，諸如RFID系統、微波存取全球互通系統(WiMAX)以及無線局域網絡系統(WLAN)等。這些無線通信設備的大量使用為我們的生活提供了很多便利條件，同時也大大提高了對超高頻段頻譜的利用率。

在移動通信發展速度越來越快的今天，傳統理論思路設計的天線已經不能滿足無線通信高集成化、多頻兼容等需求，以左手材料結構為改進思路的系列天線研究成為天線設計的熱點，通過加載左手材料等方式大幅度提高了天線各項性能。幾年來，基于左手材料的復合左右手傳輸線結構因其具有低損耗的特點，并且在結構上具有連續性，使得復合左右手傳輸線結構在損耗以及帶寬等方向都有著優于傳統左手材料的特性。因此運用復合左右手傳輸線結構的思路設計出的天線以及其他微波器件能夠實現更加優良的性能，能夠滿足天線小型化、多頻、超寬帶等新型天線的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶花瓣型夾層、Mushroom結構、十字條帶控制結構和CSRR結構的基于陣列帶花瓣型夾層及條帶控制的左右手復合天線。

本發明為疊層結構，從上至下依次為上層貼片、上基板、夾層貼片、下基板、接地板，上層貼片為正方形敷銅層，在上層貼片上設有一矩形縫隙環，矩形縫隙環內為中心對稱放置、加載有CSRR左手特性結構的矩形貼片2×2的四元陣，CSRR左手特性結構由兩個開口方向相反的同心圓環構成，分離的四個矩形陣元內部加載的CSRR開口朝向依次有90°轉向，分離的四個矩形陣元由常規右手特性的中心對稱十字條帶隔離，用于控制陣元及夾層花瓣的左右手復合特性；在上層貼片一側設有饋電點，在分離的四個矩形陣元的中心設有短路釘；夾層貼片為中心對稱放置的左手特性的花瓣型貼片2×2的四元陣，每個花瓣型陣元是被兩個相互正交的窄邊矩形分割成花瓣型的圓環，中心為一個旋轉45°的矩形金屬過孔。

所述上基板可采用介電常數為8～12的低耗高性能介質基板材料，優選10.7，上基板的厚度可為0.1～2.0mm，所述下基板可采用介電常數為2～5的低耗高性能介質基板材料，優選2.2，下基板的厚度可為4～12mm；上基板和下基板均可采用正方形基板，尺寸可相同，正方形基板的邊長可為10～30mm。

所述上層貼片的邊長可為10～16mm，矩形縫隙環的邊長可為3～10mm，矩形縫隙環的寬度可為0.1～0.4mm。

所述分離的四個矩形陣元的邊長可為1～5mm。CSRR左手特性結構外環的直徑可為1～4mm，內環的直徑可為0.5～3.5mm，環的寬度可為0.1～0.4mm，開口縫寬可為0.1～0.4mm。十字條帶的臂長可為2～9mm，臂寬可為0.1～0.5mm，分離的四個矩形陣元和十字條帶之間的縫寬可為0.1～0.4mm。

所述花瓣型陣元中圓環的直徑可為1～6mm，兩個相互正交的窄邊矩形的長與圓環的直徑相等，寬可為0.1～0.4mm，矩形金屬過孔的邊長可為0.1～0.7mm。

所述接地板為下層貼片，敷有良導體層，接地板的邊長與上基板和下基板的邊長相同，為10～30mm。

所述饋電點位于上層貼片上，為穿透基板的圓柱孔，饋電點半徑可為0.70mm±0.01mm。

所述短路釘為穿透基板的圓柱孔，短路釘的半徑可為0.30mm±0.01mm。

本發明的雙頻工作頻段可為3.351～3.411GHz和5.214～5.558GHz。

與常規移動通信微帶天線相比，本發明具有以下優點：