[發明專利]具有漁網型周期結構的小型化寬帶微帶貼片天線

有效

• 申請號: 201711315566.3
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108258400B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 徐曉非;魏居正;王燁芳
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q9/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種具有漁網型周期結構的小型化寬帶微帶貼片天線，與傳統貼片天線不同，本發明在金屬地板上刻蝕了一種漁網型的周期性結構單元。天線包括金屬/介質/金屬3層結構：其中2層金屬結構分別為上層金屬輻射貼片和下層加載了漁網型周期結構的金屬地板。介質層填充在上下兩層金屬層之間。應用這種結構，本發明還給出一部實施例天線。與傳統貼片天線相比，本發明天線的輻射貼片面積縮小了58％，相對帶寬則增大為傳統天線的3倍。因此基于本發明，通過在地平面加載這種漁網型周期結構，天線就可以實現小型化，同時工作帶寬還得到有效展寬。本發明提出的小型化天線結構簡單，效果明顯，剖面低且易于共形，具有廣闊的工程應用前景。

技術領域

本發明涉及一種通信天線，特別是涉及一種小型化微帶天線，應用于天線技術領域。

背景技術

在現代無線通信技術領域，如無線局域網、射頻識別、可穿戴設備以及智能手機等，通信設備正逐漸走向小型化，便攜化。這種小型化的發展趨勢對通信天線也提出新的需求。而根據經典天線理論，傳統微帶天線的輻射貼片尺寸往往在半波長量級。因此，如何將傳統微帶天線中的半波長尺寸進一步壓縮，設計一種小型化天線，就具有非常重要的意義。

現有的較常用的小型化微帶天線有以下幾種實現方法：

1.使用高介電常數的介質基板，但這種材質通常難以配制和加工，并且成本較高；

2.使用嵌入式多層結構，這種方法能夠有效地實現小型化的目的，但是多層板貼合難度較大，導致實際中多層板難以很好地貼合；

3.在地板和輻射貼片之間加入短路針，但是其小型化效果很大程度依賴于短路針的位置。

隨著無線局域網、射頻識別、可穿戴設備以及智能手機技術和應用的飛速發展，尤其是物聯網技術對信息通信技術的要求不斷提高，低成本的、易于工程化應用的和能滿足個性化需求的小型化微帶天線的開發成為亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種具有漁網型周期結構的小型化寬帶微帶貼片天線，在采用常規介質基板的基礎上，采用一種新型的小型化天線設計方案，本發明微帶天線在地板上蝕刻并加載一種漁網型周期性結構。與傳統微帶貼片天線相比，本發明天線可以有效地減小天線的電尺寸，同時增加工作帶寬；從結構上講，本發明天線僅需要在地板上蝕刻漁網型周期結構，操作簡單，小型化效果明顯，能夠滿足當前的工程化應用和個性化的需求。

為達到上述目的，本發明的構思是：

a)在傳統微帶貼片天線的地板上加載一種漁網型周期結構。

b)每個漁網型單元結構包括1片特有形狀的金屬貼片和4條直導線，該金屬貼片位于單元結構中心，并通過4條直導線與外部結構相連，具有類似漁網的形狀。

根據上述構思，本發明采用如下的技術方案：

一種具有漁網型周期結構的小型化寬帶微帶貼片天線，包括3層結構，上層為金屬輻射貼片，中間層為介質板，下層是金屬地平面，使介質板填充在上下兩層金屬層之間，在金屬地平面上蝕刻具有一定的周期性分布形式的漁網型結構單元陣列。

作為本發明優選的技術方案，金屬地平面由地平面外圍框和漁網型結構單元陣列組成，其中漁網型結構單元陣列分布設置于地平面外圍框內，漁網型結構單元包括中央金屬貼片和4條直導線，任意相鄰的漁網型結構單元之間通過直導線實現互聯，形成漁網形狀的陣列結構，位于漁網型結構單元陣列的最外圍的漁網型結構單元的中央金屬貼片均有一側邊朝向地平面外圍框的內緣一側，使位于漁網型結構單元陣列的最外圍的漁網型結構單元的中央金屬貼片分別通過外側的直導線與地平面外圍框連接，地平面外圍框主要形成漁網形狀的陣列結構的網綱構造。