一种小型多频带宽带化天线制造技术

本发明专利技术公开了一种小型多频带宽带化天线，包括：介质基板、正面金属层和背面金属层；采用了曲流技术来实现天线的小型化结构设计，同时将在天线上加载交指结构和金属化过孔，实现了天线复合左右手结构功能，所设计的天线能够覆盖频率包括WiFi、WiMAX和WLAN三个频带，弥补了小型化、多频带和宽带化天线的空白。

A small multi band broadband antenna

【技术实现步骤摘要】
一种小型多频带宽带化天线
本专利技术属于微带天线
，具体涉及一种小型多频带宽带化天线。
技术介绍
随着现代化信息技术的不断发展，微带天线的设计方向朝着小型化、多频带和宽带化发展。因此，设计一款能够在多个频带中实现辐射且体积较小的天线越来越受到广大应用者的青睐。目前，复合左右手结构的传输线通过左手材料结合传统右手传输线实现，成为微波天线领域的一个研究领域。同时，复合左右手传输线结构被应用在多个微波无源和有源的器件上面，例如滤波器、天线、功分器和双工器等等。本专利技术旨在利用复合左右手结构进行多频带、小型化天线的设计，通过在天线上加载具有复合左右手结构的曲折线和交指结构，能够在传统的右手传输线上面加载左手特性，实现天线的辐射频段覆盖Wifi/WLAN/WiMAX等多个通信领域的频段上。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种小型多频带宽带化天线实现一种多频带、小型化天线的设计。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种小型多频带宽带化天线，包括：介质基板、正面金属层和背面金属层；所述正面金属层与介质基板的一面紧密贴合；所述背面金属层与介质基板的另一面紧密贴合；所述正面金属层包括：第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线和过孔；所述背面金属层包括：第十四微带线、第十五微带线和第十六微带线；所述第十三微带线一端延伸至介质基板的边缘，其另一端与第十二微带线一端的一侧连接；所述第十二微带线另一端的一侧与第十微带线的一端连接；所述第十微带线的另一端与第七微带线一端的一侧连接；所述第四微带线的一端、第五微带线的一端和第六微带线的一端依次与第七微带线另一端的一侧连接，且第四微带线、第五微带线和第六微带线平行设置；所述第二微带线的一端和第三微带线的一端依次与第一微带线的一侧连接，且第二微带线和第三微带线且平行设置；所述第二微带线的另一端伸入第四微带线和第五微带线之间的间隙；所述第三微带线的另一端伸入第五微带线和第六微带线之间的间隙；所述第十一微带线的一端与第十微带线的一侧连接，其另一端与第九微带线的一端连接；所述第八微带线的一端与第七微带线的一侧连接，其另一端与第九微带线的一侧连接；所述第十四微带线的一侧和两端均延伸至介质基板的边缘；所述第十五微带线的一端与第十四微带线的另一侧连接，其另一端与第十六微带线连接；所述过孔穿过介质基板，用于连接第十六微带线和第一微带线。进一步地：介质基板采用FR4的介质基板，其长宽均为30mm，其厚度为1mm，其相对介电常数为4.4，其介质损耗角正切为0.025。进一步地：第一微带线的长度LP＝8.0mm，其宽度WP＝6.0mm；所述第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线的长度W11＝8.9mm，其宽度W2＝1.2mm。所述第二微带线和第三微带线的间隔W3＝1.8mm。上述进一步地有益效果为：第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线构成交叉指型的微带线，交叉指型的微带线的缝隙产生左手串联电容CL，通过过孔产生并联电感LL；交叉指型的微带线与背面金属层构成电容Cg，电容CL、电感LL和电容Cg共同构成复合左右手CRLH单元结构的左手部分；右手并联电容CR由正面金属层和背面金属层产成，右手并联电感LR由电流流过细小的金属微带线产生。本天线的复合左右手单元结构，包括：左手串联电容CL、左手接地电感LL、右手电容CG和右手并联电感LR，复合左右手单元结构建立在FR-4介质基板上，基板的厚度是1mm；通过AnsoftHFSS建立矩形结构的单元模型，分析得到，该复合左右手单元结构的色散特性；该结构的左手区域的范围是1GHz～2.3GHz、4.2GHz～6.5GHz，右手区域的范围是2.6GHz～3.9GHz。进一步地：第七微带线的长度L3＝26mm，其宽度W4＝4mm。进一步地：第八微带线的长度L6＝1.5mm，其宽度W5＝1mm。进一步地：第九微带线的长度L7＝12mm，其宽度W6＝6mm。进一步地：第十微带线的长度L2＝16mm，其宽度W8＝2mm。进一步地：第十一微带线的长度L8＝1mm，其宽度W7＝1mm。进一步地：第十二微带线的长度L9＝13.2mm，其宽度W9＝2.5mm；所述第十三微带线的长度L1＝11mm，其宽度W10＝1.2mm。进一步地：第十四微带线的长度30mm，其宽度L4＝8mm；第十五微带线的长度L5＝2mm，其宽度W1＝1mm；所述第十六微带线的长度L1P＝6mm，其宽度W1P＝6mm；第十五微带线距离介质基板边缘的最近距离S＝5mm。上述进一步地有益效果为：通过调节正面金属层和背面金属层的微带线的尺寸调节复合左右手单元结构中电容电感值，使得天线的-10dB测量的反射系数带宽是2.3GHz～2.6GHz，3.1GHz～4.5GHz，5.1GHz～5.9GHz，工作带宽超过83％；上述尺寸参数及距离参数均由有限元分析工具调节得到，使天线性能最优。本专利技术的有益效果为：采用了曲流技术来实现天线的小型化结构设计，同时将在天线上加载交指结构和金属化过孔，实现了天线复合左右手结构功能，所设计的天线能够覆盖频率包括WiFi、WiMAX和WLAN三个频带，弥补了小型化、多频带和宽带化天线的空白。附图说明图1为正面金属层的结构示意图；图2为背面金属层的结构示意图；图3为正面金属层的第一部分结构尺寸图；图4为正面金属层的第二部分结构尺寸图；图5为背面金属层的结构尺寸图；图6为复合左右手单元色散曲线图；图7为天线的测试结果图对比图；图8为天线2.4GHz表面电流分布图a和3D远场方图对比图b；图9为天线3.6GHz表面电流分布图a和3D远场方图对比图b；图10为天线5.2GHz表面电流分布图a和3D远场方图对比图b。其中：101、第一微带线；102、第二微带线；103、第三微带线；104、第四微带线；105、第五微带线；106、第六微带线；107、第七微带线；108、第八微带线；109、第九微带线；110、第十微带线；111、第十一微带线；112、第十二微带线；113、第十三微带线；201、过孔；114、第十四微带线；115、第十五微带线；116、第十六微带线。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。一种小型多频带宽带化天线，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型多频带宽带化天线，其特征在于，包括：介质基板、正面金属层和背面金属层；/n所述正面金属层与介质基板的一面紧密贴合；/n所述背面金属层与介质基板的另一面紧密贴合；/n所述正面金属层包括：第一微带线(101)、第二微带线(102)、第三微带线(103)、第四微带线(104)、第五微带线(105)、第六微带线(106)、第七微带线(107)、第八微带线(108)、第九微带线(109)、第十微带线(110)、第十一微带线(111)、第十二微带线(112)、第十三微带线(113)和过孔(201)；/n所述背面金属层包括：第十四微带线(114)、第十五微带线(115)和第十六微带线(116)；/n所述第十三微带线(113)一端延伸至介质基板的边缘，其另一端与第十二微带线(112)一端的一侧连接；/n所述第十二微带线(112)另一端的一侧与第十微带线(110)的一端连接；/n所述第十微带线(110)的另一端与第七微带线(107)一端的一侧连接；/n所述第四微带线(104)的一端、第五微带线(105)的一端和第六微带线(106)的一端依次与第七微带线(107)另一端的一侧连接，且第四微带线(104)、第五微带线(105)和第六微带线(106)平行设置；/n所述第二微带线(102)的一端和第三微带线(103)的一端依次与第一微带线(101)的一侧连接，且第二微带线(102)和第三微带线(103)且平行设置；/n所述第二微带线(102)的另一端伸入第四微带线(104)和第五微带线(105)之间的间隙；/n所述第三微带线(103)的另一端伸入第五微带线(105)和第六微带线(106)之间的间隙；/n所述第十一微带线(111)的一端与第十微带线(110)的一侧连接，其另一端与第九微带线(109)的一端连接；/n所述第八微带线(108)的一端与第七微带线(107)的一侧连接，其另一端与第九微带线(109)的一侧连接；/n所述第十四微带线(114)的一侧和两端均延伸至介质基板的边缘；/n所述第十五微带线(115)的一端与第十四微带线(114)的另一侧连接，其另一端与第十六微带线(116)连接；/n所述过孔(201)穿过介质基板，用于连接第十六微带线(116)和第一微带线(101)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种小型多频带宽带化天线，其特征在于，包括：介质基板、正面金属层和背面金属层；
所述正面金属层与介质基板的一面紧密贴合；
所述背面金属层与介质基板的另一面紧密贴合；
所述正面金属层包括：第一微带线(101)、第二微带线(102)、第三微带线(103)、第四微带线(104)、第五微带线(105)、第六微带线(106)、第七微带线(107)、第八微带线(108)、第九微带线(109)、第十微带线(110)、第十一微带线(111)、第十二微带线(112)、第十三微带线(113)和过孔(201)；
所述背面金属层包括：第十四微带线(114)、第十五微带线(115)和第十六微带线(116)；
所述第十三微带线(113)一端延伸至介质基板的边缘，其另一端与第十二微带线(112)一端的一侧连接；
所述第十二微带线(112)另一端的一侧与第十微带线(110)的一端连接；
所述第十微带线(110)的另一端与第七微带线(107)一端的一侧连接；
所述第四微带线(104)的一端、第五微带线(105)的一端和第六微带线(106)的一端依次与第七微带线(107)另一端的一侧连接，且第四微带线(104)、第五微带线(105)和第六微带线(106)平行设置；
所述第二微带线(102)的一端和第三微带线(103)的一端依次与第一微带线(101)的一侧连接，且第二微带线(102)和第三微带线(103)且平行设置；
所述第二微带线(102)的另一端伸入第四微带线(104)和第五微带线(105)之间的间隙；
所述第三微带线(103)的另一端伸入第五微带线(105)和第六微带线(106)之间的间隙；
所述第十一微带线(111)的一端与第十微带线(110)的一侧连接，其另一端与第九微带线(109)的一端连接；
所述第八微带线(108)的一端与第七微带线(107)的一侧连接，其另一端与第九微带线(109)的一侧连接；
所述第十四微带线(114)的一侧和两端均延伸至介质基板的边缘；
所述第十五微带线(115)的一端与第十四微带线(114)的另一侧连接，其另一端与第十六微带线(116)连接；
所述过孔(201)穿过介质基板，用于连接第十六微带线(116)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明鑫，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51