[發明專利]一種分形陣列復合螺旋天線

在審

• 申請號: 201710098428.8
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106898873A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 林斌;張培濤;蔡沅坤;葉廣雅;毛云海;林暢;張宇;顏逾越
• 申請（專利權）人: 廈門大學嘉庚學院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q21/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及天線設計領域，特別是一種分形陣列復合螺旋天線。

背景技術

我國的第二代、第三代移動通信技術已實現了成熟的商業化運作，GSM、TD-SCDMA、WCDMA等不同制式的移動通信信號將長期共存。第四代移動通信技術日趨成熟，中國擁有自主知識產權的TD-LTE標準已進入商業化的實用階段，擁有廣闊的應用前景。第五代移動通信是面向2020 年以后移動通信需求而發展的新一代移動通信系統，具有超高的頻譜利用率和能效，在傳輸速率和資源利用率等方面有較大優勢。國際電信聯盟（ITU）召開的2015年世界無線電通信大會確定了第五代移動通信的候選頻段。

目前，第二代移動通信依然得到廣泛應用、第三代移動通信方興未艾、第四代移動通信已開始普及，正在研發中的第五代移動通信系統將與其他無線移動通信技術密切結合，構成新一代無所不在的移動信息網絡，滿足未來10 年移動互聯網流量增加1000 倍的發展需求，將在2020年前后投入商業運營。不同頻率、不同制式的移動通信無線信號將在空間長期共存，這就要求移動通信天線具備多頻段兼容的功能，能夠同時覆蓋GSM 905～915 MHz、950～960 MHz、1710～1785 MHz、1805～1880 MHz頻段，TD-SCDMA 1880～1920 MHz、2010～2025 MHz、2300～2400 MHz頻段，WCDMA 1920～1980 MHz、2110～2170 MHz頻段，TD-LTE 2570～2620 MHz頻段，第五代移動通信3300～3400 MHz、4400～4500 MHz、4800～4990 MHz候選頻段，并實現移動通信系統小尺寸、低厚度、低回波損耗、大工作帶寬的要求。

平面螺旋天線是一種具有超寬工作頻帶的非頻變天線，很適合用于設計多頻段兼容移動通信天線。現有的平面螺旋天線是單一的平面等角螺旋結構或阿基米德螺旋結構。平面等角螺旋天線所需尺寸較小，電流在其上迅速衰減，滿足截斷條件，但變化較快的電流也導致其寬頻帶工作性能在螺旋類天線中相對較弱；阿基米德螺旋天線是一種等線寬的螺旋天線，電流在其上緩慢衰減，天線具有超大的工作帶寬和穩定的工作頻率，但因為電流衰減較慢，要滿足截斷條件，阿基米德螺旋線需要旋轉10個周期以上，導致天線需要較大的尺寸。

與本申請技術最接近的現有技術是平面等角螺旋天線和阿基米德螺旋天線，它們是本課題組成員的前期研究成果，目前已有兩項發明專利授權：

1. 游佰強、林斌、周建華、熊兆賢、鄭建森、湯偉、徐偉明，射頻識別系統矩形陣列光子帶隙陶瓷平面螺旋雙頻帶天線，專利號：200810071310.7，已于2012年01月04日授權。

2. 周建華、羅勇、林斌、鄭建森、李偉文、游佰強、熊兆賢，三頻光子帶隙介電常數漸變陶瓷阿基米德螺旋天線，專利號：200810071967.3，已于2012年07月04日授權。

單一的平面等角螺旋天線或阿基米德螺旋天線雖然具有較大的工作帶寬，但作為單體天線，難以實現對第二代、第三代、第四代、第五代移動通信頻段的同時覆蓋。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種分形陣列復合螺旋天線，能夠兼容第二代、第三代、第四代、第五代移動通信頻段，并且能夠同時覆蓋905～915 MHz、950～960 MHz、1710～1785 MHz、1805～1880 MHz、1880～1920 MHz、1920～1980 MHz、2010～2025 MHz、2110～2170 MHz 、2300～2400 MHz、2570～2620 MHz、3300～3400 MHz、4400～4500 MHz、4800～4990 MHz 等多個通信頻段，同時滿足小尺寸、低厚度、低回波損耗以及大工作帶寬的要求。

本發明采用以下方案實現：一種分形陣列復合螺旋天線，包括基板和貼覆在基板正面的分形陣列復合螺旋輻射貼片，所述分形陣列復合螺旋輻射貼片包括由64個復合螺旋小天線按照謝爾賓斯基分形陣列結構排列組成的天線陣列。

進一步地，所述復合螺旋小天線的大小為3.5mm±0.1mm×3.5mm±0.1mm。