一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线制造技术

本申请公开了一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，包括金属接地板和介质基板：介质基板与金属接地板相贴合；介质基板远离金属接地板的一面刻蚀有第一谐振环单元和三角形谐振环，三角形谐振环包围第一谐振环单元设置；介质基板靠近金属接地板的一面刻蚀有第二谐振环单元；第一谐振环单元为四元开口谐振环；第二谐振环单元为四元互补开口谐振环。通过复合左右手传输结构降低谐振频点，减小天线尺寸，采用的四元开口谐振环结构和四元互补开口谐振环结构相结合，增强了谐振，增加工作频带，提高了天线增益，刻蚀三角形谐振环，增加电流路径，使工作频率降低，减小面积，进一步减小天线尺寸。小天线尺寸。小天线尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线


[0001]本申请涉及射频通信电路领域，具体涉及一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线。

技术介绍

[0002]天线作为通信系统中必不可少的一部分，根据不同的应用场景有不同的特性，其中具有体积小、成本低、易于制作等优点的天线一直是研究的热点。同时，随着近年关于超材料研究的层出不穷，将超材料应用于器件可实现较大的灵活性。由于现代通信技术的迅速发展和应用，对通信系统的小型化、集成化提出了更高的要求，使得留给天线的空间越来越小。传统的天线通常采用矩形SIW，在一定程度上减小了天线的尺寸，但是当天线尺寸越小时，其辐射电抗越大，辐射电阻越小，从而导致天线与馈线之间的阻抗严重失配，从而导致天线性能恶化，存在带宽窄、增益小、辐射效率低、加工成本较高等问题。

技术实现思路

[0003]本申请所要解决的技术问题是现有的天线谐振频点高，天线增益小，辐射效率低，目的在于提供一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，通过在介质基板刻蚀四元开口谐振环结构和四元互补开口谐振环结构，使天线同时具有左手传输线和右手传输线特性，降低谐振频点，减小天线尺寸，提高天线增益，刻蚀三角形谐振环，增加电流路径，使工作频率降低，减小面积，进一步减小天线尺寸。
[0004]本申请通过下述技术方案实现：
[0005]一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，包括金属接地板和介质基板：
[0006]所述介质基板与金属接地板相贴合；
[0007]所述介质基板远离金属接地板的一面刻蚀有第一谐振环单元和三角形谐振环，所述三角形谐振环包围第一谐振环单元设置；
[0008]所述介质基板靠近金属接地板的一面刻蚀有第二谐振环单元；
[0009]所述第一谐振环单元为四元开口谐振环；
[0010]所述第二谐振环单元为四元互补开口谐振环。
[0011]本申请通过在介质基板刻蚀四元开口谐振环结构和四元互补开口谐振环结构，使天线同时具有左手传输线和右手传输线特性，降低谐振频点，减小天线尺寸，采用的四元开口谐振环结构和四元互补开口谐振环结构相结合，增强了谐振，增加工作频带，提高了天线增益，刻蚀三角形谐振环，增加电流路径，使工作频率降低，减小面积，进一步减小天线尺寸。
[0012]进一步的，所述四元开口谐振环包括四个相同的开口谐振环，所述四元互补开口谐振环包括四个相同的互补开口谐振环。分别设置四个相同的开口谐振环和互补开口谐振环增大天线的工作频带。
[0013]进一步的，所述开口谐振环和互补开口谐振环均包括内环和外环，所述内环和外
环设置为同心内外双环结构，所述内环和外环均设置有开口，所述内环和外环的开口分别设置在中心点的两侧。
[0014]进一步的，所述开口谐振环和互补开口谐振环均为方形结构，所述开口谐振环的外环的边的长度为4mm，宽度为0.6mm，所述开口谐振环的内环和外环的开口长度均为0.3mm。
[0015]所述第一谐振环单元的结构为四个方形开口谐振环所组成的方形结构，四个方形开口谐振环中：
[0016]两个方形开口谐振环的开口边设置为同一边，另外两个方形开口谐振环的开口边设置为同一边，开口边为同一边的两个方形开口谐振环与另外两个方形开口谐振环两个方形开口谐振环对称设置。
[0017]所述方形开口谐振环刻蚀的尺寸和方形互补开口谐振环刻蚀的尺寸相同，所述第一谐振环单元为四元开口谐振环的尺寸和第二谐振环单元的尺寸相同。设置外环的边的长度为4mm，宽度为0.6mm，开口谐振环的内环和外环的开口长度均为0.3mm，以保证开口谐振环和互补开口谐振环可以工作在2.4Ghz及5Ghz频段。四元方形开口谐振环结构比单个开口谐振环结构的回波损耗可以取得更大。设置方形开口谐振环刻蚀的尺寸和方形互补开口谐振环刻蚀的尺寸相同，当开口谐振环和互补开口谐振环的尺寸大小相同时，其谐振频率也是相同的。
[0018]进一步的，所述三角形谐振环为三角形开口谐振环，所述三角形开口设置在顶角位置。
[0019]进一步的，所述第一谐振环单元和第二谐振环单元之间的中间位置形成三角形基片集成波导谐振腔。采用三角形SIW谐振腔，相对于矩形或圆形，三角形SIW结构能设计出高性能的小型化复合左右手传输线天线。
[0020]进一步的，单个所述方形开口谐振环的中心频率为10.72GHz，单个所述方形开口谐振环在2～6.4GHz频带内的回波损耗大于10dB，单个所述方形开口谐振环在2～6.4GHz频带内的插入损耗小于0.4dB；
[0021]所述第一谐振环单元中心频点为6.6GHz，所述第一谐振环单元在6.6GHz频点处的回波损耗为29dB，所述第一谐振环单元在6.6GHz频点处的工作频带为2～7.9GHz，所述第一谐振环单元在2～7.9GHz频段内的插入损耗均小于0.3dB。
[0022]进一步的，单个所述方形互补开口谐振环的中心频点为10.3GHz，单个所述方形互补开口谐振环的工作频段为9.3GHz～11.8GHz；
[0023]所述第二谐振环单元中心频点为6.1GHz，所述第二谐振环单元在5.5～6.5GHz频带内的回波损耗大于10dB，所述第二谐振环单元在5.5～6.5GHz频带内插入损耗小于0.5dB。
[0024]本申请与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0025]采用四元方形开口谐振环结构和互补开口谐振环结构，天线同时具有左手传输线和右手传输线特性，降低谐振频点，减小天线尺寸，采用的开口谐振环结构和互补开口谐振环结构相结合，增强了谐振，增加工作频带；正面刻蚀的三角形谐振环，增加了电流路径，使工作频率降低；采用三角形SIW结构，三角形SIW相对于矩形SIW而言，其所占面积更小，更易进一步减小天线尺寸；采取接地共面波导馈电网络，提高天线的匹配效果。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0027]图1a为本申请实施例中的单个方形开口谐振环结构单元；
[0028]图1b为本申请实施例中的四元方形开口谐振环结构单元；
[0029]图1c为本申请实施例中的单个方形开口谐振环仿真结果；
[0030]图1d为本申请实施例中的四元方形开口谐振环仿真结果；
[0031]图2a为本申请实施例中的单个方形互补开口谐振环结构单元；
[0032]图2b为本申请实施例中的四元方形互补开口谐振环结构单元；
[0033]图2c为本申请实施例中的单个方形互补开口谐振环仿真结果；
[0034]图2d为本申请实施例中的四元方形互补开口谐振环仿真结果；
[0035]图3为本申请实施例中的SRR
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，其特征在于，包括金属接地板和介质基板(1)：所述介质基板(1)与金属接地板相贴合；所述介质基板(1)远离金属接地板的一面刻蚀有第一谐振环单元(2)和三角形谐振环(3)，所述三角形谐振环(3)包围第一谐振环单元(2)设置；所述介质基板(1)靠近金属接地板的一面刻蚀有第二谐振环单元(4)；所述第一谐振环单元(2)为四元开口谐振环；所述第二谐振环单元(4)为四元互补开口谐振环。2.根据权利要求1所述的基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，其特征在于，所述四元开口谐振环包括四个相同的开口谐振环，所述四元互补开口谐振环包括四个相同的互补开口谐振环。3.根据权利要求2所述的基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，其特征在于，所述开口谐振环和互补开口谐振环均包括内环和外环，所述内环和外环设置为同心内外双环结构，所述内环和外环均设置有开口，所述内环和外环的开口分别设置在中心点的两侧。4.根据权利要求3所述的基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，其特征在于，所述开口谐振环和互补开口谐振环均为方形结构，所述开口谐振环的外环的边的长度为4mm，宽度为0.6mm，所述开口谐振环的内环和外环的开口长度均为0.3mm。5.根据权利要求4所述的基于复合左右手传输线的三角形谐振天线，其特征在于，所述第一谐振环单元(2)的结构为四个方形开口谐振环所组成的方形结构，四个方形开口谐振环中：两个方形开口谐振环的开口边设置为同一边，另外两个方形开口谐振环的开口边设置为同一边，开口边为同一边的两个方形开口谐振环与另外两个方形开口谐振环两个方形开口谐振环对称设置。6.根据权利要求5所述的基于复合左右手传输线的三角...

【专利技术属性】
技术研发人员：何莉，倪星瑞，邹鑫，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：