[發明專利]基于SRRs提高環形天線阻抗匹配和擴展頻帶的方法

有效

• 申請號: 201710358569.9
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107317114B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 徐魁文;劉洋;趙文生;陳世昌;趙鵬;王高峰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q7/00
• 分類號: H01Q7/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開基于SRRs提高環形天線阻抗匹配和擴展頻帶的方法。本發明包括介質基板、開口諧振環SRRs、環形天線、金屬線條；在介質基板的正面部分區域印刷環形天線，在環路開口，天線環內置適當大小的SRRs，SRRs開口處放置金屬條；其中環上開口以及內置SRRs用于改善阻抗匹配和拓展頻點；放置金屬條用于拓寬阻抗帶寬，完美的實現環形天線的阻抗匹配以及頻帶的拓寬。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及基于SRRs提高LOOP天線(即環形天線)阻抗匹配和擴展頻帶的方法。

背景技術

天線是無線通信系統的“眼睛”，擔負著發射和接收電磁信號的重要任務，無線通信的飛速發展使得整個通信系統對天線的要求不斷提高，因此對天線的研究是一個門重要的課題。其中環形天線是一種結構簡單，造價低廉的基本天線，因此基于環形天線的研發不勝枚舉，在各個通信系統中有著極為廣泛的應用，人們對環形天線的探索也從未停止過。

環形天線按形狀分通常有矩形、三角形、菱形和橢圓形等，按其周長長短又可劃分為小環天線(周長小于波長的三分之一)和大環天線(周長與波長相比擬)。小環天線輻射電阻小、效率低，通常用于接收天線，大環天線不僅輻射效率極高而且其在諧振頻率處輸入阻抗近似純電阻，這就為天線的阻抗匹配帶來了很大的便利，遺憾的是雖然輸入阻抗近似純電阻，但是阻值過高，通常在一百到一百五十歐姆之間，這與標準的五十歐姆傳輸線端口匹配較差，在不加額外匹配電路的情況下難以滿足實際需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述所提到的困難，正視挑戰，滿足無線終端設備對天線所提出的多頻帶，高效率，高可靠性的要求，提出了一種有效改善環形天線阻抗匹配的方法，實現了環形天線的多頻帶、寬帶寬。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明方法是在傳統LOOP天線的環上電流相位相反位置開有環路開口；同時在環形天線內設置四個等大且對稱的開口諧振環(簡稱：SRRs)，SRRs在靠近外環處開有開口，該開口處設有金屬條，且兩SRRs開口正對一金屬條，兩金屬條分別位于靠近饋電口與遠離饋電口的位置；其中環路開口以及內置SRRs用于改善阻抗匹配和拓展頻點；放置金屬條用于拓寬阻抗帶寬，完美的實現環形天線的阻抗匹配以及頻帶的拓寬。

所述的開口諧振環的諧振頻率與環形天線的諧振頻率一致；

進一步地，介質上天線覆銅的厚度要求一般為35μm，SMA射頻連接器內外導體分別接在外環饋線口兩端。

天線具有平面化、小型化，低輪廓等優勢，占用空間為91×91×1mm³，可廣泛應用于短距通信，醫療探測等各種無線終端設備中。

本發明具有的有益的效果是：

該LOOP天線主體是一倍波長的標準環形天線，在環路電流相位相反處切開適當大小的開口，再內嵌四個等大對稱的開口諧振環(SRRs)，并在SRRs缺口處放置兩個金屬條，從而構成本天線。

LOOP天線電流相位相反處開口，可初步降低LOOP天線的輸入阻抗，并拓展頻帶。

LOOP天線內部放置適當大小的SRRs，用以改善天線的輸入阻抗以及拓展頻點，使天線更易于標準接口匹配。

應用SRRs，并在其開口處與外環之間放置金屬條，使得天線的諧振帶寬得到顯著提高。

本結構是在標準的LOOP天線內嵌輻射元，因此整體大小與LOOP天線一致，不僅繼承和加強了電大環天線高輻射效率、低Q值的優良特性，而且完美的解決了LOOP天線輸入阻抗過高依賴匹配電路的弊端，使其可直接與標準的饋線相接，簡化電路。由于天線是平面結構，易于和PCB電路集成，而且其低剖面，結構簡單，因此易加工，成本低，可批量生產，可廣泛應用在醫療探測、短距通信系統中。

附圖說明