本发明专利技术陈述了一种基于超材料结构的手机可调频天线，采用容性加载环（CLL）这一构成超材料的单元结构直接作为天线的辐射体，同时采用感性耦合馈电，实现良好匹配的小型化天线。结合频率可重构技术，加载变容二极管，实现频率可调。本发明专利技术中天线基底采用的是FR4材料，是天线加工中最常用的基底材料之一。而其他结构都是用铜蚀刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。综上所述，设计出的手机可调频天线不仅实现了频率可调，而且还具有尺寸小，结构简单，成本低等优点，因此有着广阔的应用价值和市场潜力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术陈述了一种基于超材料结构的手机可调频天线，采用容性加载环（CLL）这一构成超材料的单元结构直接作为天线的辐射体，同时采用感性耦合馈电，实现良好匹配的小型化天线。结合频率可重构技术，加载变容二极管，实现频率可调。本专利技术中天线基底采用的是FR4材料，是天线加工中最常用的基底材料之一。而其他结构都是用铜蚀刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。综上所述，设计出的手机可调频天线不仅实现了频率可调，而且还具有尺寸小，结构简单，成本低等优点，因此有着广阔的应用价值和市场潜力。【专利说明】基于超材料结构的手机可调频天线
本专利技术属于天线技术与无线通信领域，涉及一种基于超材料结构的手机可调频天线。
技术介绍
低频段由于其覆盖范围很广，可以减少基站铺设密度，未来4G无线通讯广泛应用。在手机天线中，LTE，GSM850，GSM900目前大部分是单天线，然而单天线有很多弊端，t匕如抗衰落差，某些姿势人体吸收很大等。利用两天线可以根据衰落和人体进行分集，从而改善性能。但目前应用的两天线系统中，低频段耦合严重，大大影响了系统总体性能。
技术实现思路
本专利技术在不改变传统主天线的前提下，将利用超材料的特殊辐射性能设计可重构单天线，实现可重构，低耦合，以满足带宽和性能的要求。 本专利技术采用的技术方案是:基于超材料结构的手机可调频天线，包括FR4基底、金属地板、可调频环天线，其特征在于:可调频环天线由馈电内环及超材料单元结构容性加载环(CLL)构成，容性加载环上加载贴片电容及变容二极管对天线频率进行调节；天线频率调节范围可覆盖LTE700到GSM900。 本专利技术具有的有益效果是:本专利技术的可调频天线尺寸仅为25mmX 18mmX0.8mm,可集成于手机中。天线具频率可调性，频率可调范围覆盖LTE700、GSM850和GSM900频段。使用变容二极管实时调频时，带宽调到LTE频段时为10 MHz，调到GSM850, GSM900频段时为20 MHz。 【专利附图】【附图说明】 图1为天线的整体结构俯视图。 图2为天线的调频范围示意图。 图3为天线在LTE700、GSM850和GSM900频段的Sll结果图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步详述:如图1所示，本专利技术中天线由FR4基底、金属地板1-1、馈电内环1-2、辐射外环1-3、馈电点1-4、变容二极管1-5及辅助贴片电容1-6组成。天线的尺寸是25mmX18mmX0.8mm，基板采用的是天线加工中最常用最廉价的FR4材料，它的介电常数为4.4。天线的材料为铜。内环上有馈电点，由内环耦合馈电到外环；外环上加载了变容二极管及辅助贴片电容，可以实现天线的频率可调节性，该天线所能调节到的最高及最低频率如图2所示。 外环中加载的变容二极管型号为Skyworks SMV1247,该变容二极管在0_3V的直流电压下电容值的调节范围为0.95-8.86pF。在串联的1.5pF的辅助贴片电容的共同作用下，天线能调节到的最低频率(_6dB带宽处)为668MHz，最高频率为982MHz，可以覆盖LTE700、GSM850 和 GSM900 频段。 天线在不同频段的Sll结果如图3所示。使用变容二极管实时调频时，带宽调到LTE频段时为10 MHz，调到GSM850, GSM900频段时为20 MHz。 本专利技术的手机可调频天线的优点包括:(I)成本低且尺寸相对较小。天线只采用FR4与铜两种材料，是最基础的天线加工材料且整个天线的尺寸只有25_X 18mmX0.8mm。 (2)覆盖LTE700、GSM850和GSM900频段。如图2所示，天线可调频范围为668-982MHZ，覆盖了 LTE700、GSM850 和 GSM900 频段。 (3)结构简单调整方便。由于容性加载环这一超材料单元的引入，天线的结构相对于其他调频天线来说非常简单。且当天线应用其他尺寸的手机当中时，只需要改变内环尺寸及辅助电容的容值，即可适应新的手机。 本专利技术陈述了一种基于超材料结构的手机可调频天线，采用容性加载环(CLL)这一构成超材料的单元结构直接作为天线的辐射体，同时采用感性耦合馈电，实现良好匹配的小型化天线。结合频率可重构技术，加载变容二极管，实现频率可调。本专利技术中天线基底采用的是FR4材料，是天线加工中最常用的基底材料之一。而其他结构都是用铜蚀刻加工制作而成，成本低廉且加工方便。综上所述，设计出的手机可调频天线不仅实现了频率可调，而且还具有尺寸小，结构简单，成本低等优点，因此有着广阔的应用价值和市场潜力。【权利要求】1.基于超材料结构的手机可调频天线，包括FR4基底、金属地板、可调频环天线，其特征在于:可调频环天线由馈电内环及超材料单元结构容性加载环构成，容性加载环上加载贴片电容及变容二极管对天线频率进行调节；天线频率调节范围为668-982MHZ，覆盖LTE700、GSM850 和 GSM900 频段。2.根据权利要求1所述的基于超材料结构的手机可调频天线，其特征在于:所述变容二极管型号为Skyworks SMV1247,该变容二极管在0-3V的直流电压下电容值的调节范围为0.95-8.86pF，与串联的1.5pF的辅助贴片电容的共同作用。【文档编号】H01Q1/38GK104051845SQ201410223593【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日 【专利技术者】刘琦, 何赛灵 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于超材料结构的手机可调频天线，包括FR4基底、金属地板、可调频环天线，其特征在于：可调频环天线由馈电内环及超材料单元结构容性加载环构成，容性加载环上加载贴片电容及变容二极管对天线频率进行调节；天线频率调节范围为668‑982MHz，覆盖LTE700、GSM850和GSM900频段。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，何赛灵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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