[發明專利]一種基于交指化容性環的寬帶電小天線

有效

• 申請號: 202011183944.9
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112350061B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 唐明春;陳曉明;劉國;易達
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48
• 代理公司: 重慶市嘉允啟行專利代理事務所(普通合伙) 50243
• 代理人: 胡柯

本發明公開了一種基于交指化容性環的寬帶電小天線，包括有天線輻射單元,以及接地板、50Ω同軸線饋電，天線輻射單元包括交指化容性環、單極子輻射金屬條帶、半圓形介質板；交指化容性環包括若干個交指化模塊且等間距的蝕刻在半圓形介質板一側的外邊緣上，半圓形介質板的另一側還蝕刻有單極子輻射金屬條帶，單極子輻射金屬條帶的底端與50Ω同軸線饋電內導體連接，50Ω同軸線饋電外導體與接地板連接；本發明在不改變天線物理尺寸、不影響天線輻射效率的情況下實現了電小天線帶寬的成倍拓展，在頻帶范圍內具有定向增益、高輻射效率、寬帶寬的優勢。

技術領域

本發明涉及電小天線技術領域，涉及一種基于交指化容性環的寬帶電小天線。

背景技術

隨著無線系統的更新換代和升級，天線及射頻前端的尺寸問題十分突出，電小天線因其帶寬受限問題而應用受限，因此拓展電小天線的帶寬成為了當前天線領域的研究熱點。一般地，拓展天線帶寬的方法往往考慮增加諧振結構、加載有源電路等方法，這些方法在天線深度小型化的時候效果不明顯，設計復雜度增加，并且會導致天線的輻射效率降低。近年來，近場耦合諧振技術被廣泛應用到電小天線設計中可以實現天線輻射效率的提高，但是電小天線的帶寬始終沒有辦法得到顯著提高。有研究者利用變容二極管、有源電路提升天線的瞬時帶寬，但是這會增加天線設計復雜度及設計成本，顯著拓展電小天線帶寬且結構簡單的設計鮮有報道。

發明內容

本發明的目的就是提供一種基于交指化容性環的寬帶電小天線，它可以使電小天線帶寬的成倍拓展的同時保持高輻射效率。

本發明的目的是通過這樣的技術方案實現的，它包括有天線輻射單元,以及接地板、50Ω同軸線饋電；

所述天線輻射單元垂直設置在所述接地板上，所述天線輻射單元與50Ω同軸線饋電內導體相連，50Ω同軸線饋電外導體與接地板連接；

所述天線輻射單元包括用于多模疊加輻射的交指化容性環，用于激勵交指化容性環的單極子輻射金屬條帶，以及半圓形介質基板；所述交指化容性環蝕刻在半圓形介質基板一側的外邊緣上，所述半圓形介質基板的另一側還蝕刻有單極子輻射金屬條帶，所述半圓形介質基板垂直設置在所述接地板上，所述單極子輻射金屬條帶的底端與50Ω同軸線饋電內導體連接；

所述交指化容性環包括若干個交指化模塊，每個交指化模塊尺寸相同，均包含若干個交指，若干個交指化模塊等間距的蝕刻在所述半圓形介質基板一側的外邊緣上。

進一步，所述半圓形介質基板半徑均為40mm—45mm，材料為Rogers RT/duroid6006，厚度為0.2mm—2mm；

所述交指化容性環的寬度為g₁ = 8—12mm, 包含有2—10個交指化模塊，每個交指化模塊的交指數量為8—10個，交指指寬w₁=0.5mm，交指指縫寬g₂=0.5mm，交指指長l₁=10mm—15mm；

所述單極子輻射金屬條帶距離半圓形介質基板中心g₃為= 5—15mm，其寬度為w₂=0.2—0.6mm, 長度為l₂=30—35mm；

所述接地板的半徑為60—150mm，厚度為0.5mm。

進一步，所述半圓形介質基板半徑均為40mm，厚度為0.5mm，材料為Rogers RT/duroid6006，其相對介電常數為6.15，相對磁導率為1.0，損耗角正切為0.0003；

所述交指化容性環的寬度為g₁ =10 mm，包含有8個交指化模塊，每個交指化模塊的交指數量為10個，交指指寬w₁ = 0.5 mm，交指指縫寬g₂ = 0.5 mm；交指指長l₁ = 15 mm；