[實用新型]基于謝爾賓斯基構件的六邊形陣列復合超寬頻帶天線結構

有效

• 申請號: 201820151522.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN208078165U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 林斌;劉澤泰;張穎;沈少東;魏昕煜;鄭萍
• 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;H01Q5/25
• 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

本實用新型提出基于謝爾賓斯基構件的六邊形陣列復合超寬頻帶天線結構，所述天線包括一個以上的正六邊形面陣單元；所述面陣單元的輻射面由六個相同大小的等邊三角形單元在同平面內拼接而成；每個等邊三角形單元內設有多枚相同大小的微天線輻射貼片，所述微天線輻射貼片呈等邊三角形；所述六邊形面陣單元輻射面內，各微天線輻射貼片按謝爾賓斯基三角分形結構在各個等邊三角形單元中分布；本實用新型具有超寬頻帶工作特性，而且保證天線在多個工作頻段均有均勻平穩的輻射特性。

技術領域

本實用新型涉及通信天線技術領域，尤其是基于謝爾賓斯基構件的六邊形陣列復合超寬頻帶天線結構。

背景技術

多網合一、多頻段兼容是未來無線通信技術發展的重要趨勢。移動通信系統、射頻識別系統、超寬帶通信系統、移動數字電視系統是目前應用最為廣泛、發展前景最好的無線通信系統，它們的工作頻段較為接近，對終端設備的硬件和軟件要求較為相似，整合潛力較大。

目前，我國的第二代、第三代、第四代移動通信系統長期共存，第五代移動通信系統也即將在2020年前后投入使用，我國的移動通信工作頻段為：第二代移動通信GSM制式0.905～0.915 GHz、0.950～0.960 GHz、1.710～1.785 GHz、1.805～1.880 GHz頻段；第三代移動通信TD-SCDMA制式1.880～1.920 GHz、2.010～2.025 GHz、2.300～2.400 GHz頻段；第三代移動通信WCDMA制式 1.920～1.980 GHz、2.110～2.170 GHz頻段；第四代移動通信TD-LTE制式 2.570～2.620 GHz頻段；第五代移動通信3.300～3.400 GHz、4.400～4.500GHz、4.800～4.990 GHz三個候選頻段。目前，射頻識別系統有三個主要的工作頻段：0.902～0.928 GHz、2.400～2.4835 GHz、5.725～5.875 GHz。超寬帶系統的工作頻段為3.100～10.600 GHz。移動數字電視系統工作頻段為11.700～12.200 GHz。

一款天線要實現對移動通信系統、射頻識別系統、超寬帶通信系統、移動數字電視系統的整合，實現多網合一和多頻段兼容，就必須完全覆蓋上述的所有工作頻段，并滿足回波損耗低、輻射性能穩定、有較大性能冗余的要求。

分形結構是一種基于迭代形成的幾何結構，其整體和局部、局部和局部之間都具有自相似性，射頻電流在分形結構內部可以實現均勻分布，因此分形結構用于天線設計時，具有良好的寬頻帶工作特性。謝爾賓斯基三角分形結構是一種常見的面分形結構，它用于天線設計時，具有多個諧振頻帶，其第一個層次的分形結構，在低頻處產生了一個諧振點。隨著天線分形層次的不斷深入，原有的諧振點保持不變，但在高頻端增加了新的諧振點，各諧振頻帶具有相似的輻射特性，而且諧振點的個數與分形的結構層次數相等。高階謝爾賓斯基三角分形結構的多個諧振頻帶疊加，可以形成很寬的天線工作頻帶。

仿生學是研究生物系統的結構和性質并為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學，它通過研究生物體的結構、功能及工作原理，將這些原理移植于工程技術之中，實用新型性能優越的儀器、裝置和機器。六邊形陣列結構是模仿自然界中蜂巢結構的仿生結構，其空間利用率高，且極其堅固，具有很高的機械強度和很好的抗破壞性。六邊形陣列結構是一種完美對稱結構，射頻電流在其內部可以均勻分布，保證了天線具有超寬頻帶工作特性。

如果將謝爾賓斯基三角分形結構與六邊形陣列結構相結合，就能得到兼具二者優點的謝爾賓斯基-六邊形陣列復合天線，如何更好地設計此類天線，是一個研究方向。

發明內容

本實用新型提出基于謝爾賓斯基構件的六邊形陣列復合超寬頻帶天線結構，具有超寬頻帶工作特性，而且保證天線在多個工作頻段均有均勻平穩的輻射特性。

本實用新型采用以下技術方案。