[發(fā)明專利]一種紙基凹形寬頻帶天線

有效

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• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107546474B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 譚立容;馮思慧;袁迎春;王抗美;張照鋒;臧露露
• 申請（專利權）人: 南京信息職業(yè)技術學院
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q5/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 奚銘

一種紙基凹形寬頻帶天線，包括三層，一層梯形銅膜，一層立體凹形紙基天線襯底和一層天線層，天線層由一個微帶線連接橢圓形銅膜構成，所述立體凹形紙基為四個基面兩兩相連構成的開放式長方腔體，梯形銅膜覆在長方腔體內表面，梯形兩個下底角部分折彎后位于長方腔體相對的兩個基面上，梯形的底與所述兩個相對基面之間的基面的邊平齊，所述天線層覆于紙基外表面，微帶線的位置對應于梯形的高，橢圓形銅膜與梯形銅膜垂直，微帶線末端為天線饋電處。本發(fā)明提供了一種成本低、易彎折、易共形、工作頻帶寬、能同時用在發(fā)射或接收移動通信、射頻識別、無線局域網等多個領域信號的寬頻帶天線。

技術領域

本發(fā)明屬于微帶天線技術領域，涉及紙基天線，為一種紙基凹形寬頻帶天線。

背景技術

紙基天線指天線基板材料采用紙基材料。紙基天線優(yōu)點在于，一方面紙基材料柔軟可彎折,利于和天線應用的載體共形；另一方面,紙基材料可回收利用，減少環(huán)境污染。賴曉錚，劉煥彬等人在2008年提出了“基于Manderlbrot和分形樹結構的RFID標簽天線”，給出了兩種分形結構紙基標簽天線的諧振頻率、反射系數及方向圖，并制作了紙質基材的3階分形樹結構RFID標簽天線實物；田春勝，周凱等人在2015年提出了一種用于銀行紙幣管理系統的小型化紙基標簽天線,可以有效地應用到實際生活中。

現有大多數天線采用FR-4基板或陶瓷基板等板材，成本高、且不能彎折，不利于和載體共形。而目前紙基天線主要用在射頻識別領域中的電子標簽天線，而寬頻帶的紙基天線研究較少。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對背景技術中提及的現有大多數天線采用FR4基板或陶瓷基板等板材，成本高、且不能彎折，不利于和載體共形，工作頻帶窄的技術缺陷。

本發(fā)明的技術方案是：一種紙基凹形寬頻帶天線，包括三層，一層梯形銅膜，一層立體凹形紙基天線襯底和一層天線層，天線層由一個微帶線連接橢圓形銅膜構成，所述立體凹形紙基天線襯底為四個基面兩兩相連構成的開放式腔體，梯形銅膜覆在腔體內表面，梯形為等腰梯形，梯形的下底與腔體邊緣平齊，且梯形兩個下底角部分折彎后位于腔體相對的兩個基面上，所述天線層覆于紙基外表面，微帶線的位置對應于梯形的中軸線，微帶線對應于梯形下底處的一端為天線饋電處，另一端連接橢圓形銅膜，橢圓形銅膜與梯形銅膜垂直。

進一步的，凹形紙基天線襯底厚度在1.2mm至2mm之間，讓天線寬頻段工作。

作為優(yōu)選方式，橢圓形銅膜的橫向直徑≥凹形紙基材料橫向寬度的二分之一。

作為優(yōu)選方式，橢圓形銅膜的豎向直徑＜不超過凹形紙基材料豎向寬度。

作為優(yōu)選方式，梯形銅膜的高度小于微帶線長度。

本發(fā)明技術方案中，橢圓形銅膜起到對外輻射電磁波作用；橢圓形銅膜加上具有一定厚度的天線紙基襯底有利于讓天線寬頻段工作，通過調整天線的各個尺寸來達成不同的頻段；天線襯底的下表面微帶線和橢圓形銅膜集成，起到阻抗匹配和饋電作用；最里面的一層梯形銅膜既起到接地板的作用，又對外產生輻射。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提出了一種紙基凹形寬頻帶天線，天線的造型為凹形外殼體，不像常見的平面天線結構必須平面放置，若彎折，則平面天線性能會受影響，本發(fā)明天線的凹形襯底可以就是通訊產品或包裝箱的紙質外殼，可以通過電鍍、印刷等工藝將天線的梯形銅膜和天線層集成到通訊產品或包裝箱的紙質外殼上，或者將成形的凹形天線設置到所需位置，由于凹形的外形，有利于適應折角等安裝位置，可有效利用通訊產品或包裝箱的空間。

2、本發(fā)明的紙基凹形寬頻帶天線，區(qū)別于現有采用常見基板材料的天線，該天線的基片材料采用便宜的紙，將單極子天線技術進一步改進，通過將其彎折化、紙基化，實現了能同時接收或發(fā)射RFID\2G\3G\4G\WIFI等信號的寬頻段天線，重量輕、成本低，降低了系統成本。

附圖說明