[发明专利]C波段负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线

说明书

技术领域  本发明涉及一种C波段负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线，该天线能在低剖面结构下实现高增益、高对称的全向辐射。

背景技术  随着科学技术的进步和电子工业的飞速发展，无线电通讯事业发展迅速，给人们的信息交流带来极大的便利。在该领域的高速发展过程中，天线始终占据着十分重要的地位。

全向天线工作时具有很大的服务范围，所以在包括移动和无线局域网络系统在内的无线电通信领域有很高的应用价值。目前，已有应用报道的全向天线主要有偶极子天线、单极天线等，它们结构上都突出于接地面，会导致天线容易受损害，稳定性差，限制了使用范围。近年来利用左右手复合传输线(composite right/left-handed transmission line，CRLH TL)及负介电常数传输线(epsilion-negative TL，ENG TL)在零阶谐振频率处波长无穷大特性制成的零阶谐振器天线，能在低剖面的结构下实现全向辐射，稳定性较好，但是存在全向辐射不对称和增益较低的不足。

发明内容  本发明的目的是针对偶极子天线、单极子天线等传统全向天线稳定性差、易受损害的缺点和普通零阶谐振器全向辐射不对称和增益较低的的不足，提供一种C波段负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线，它具有高增益、全向辐射高对称、宽频带、低剖面、结构简单等优点。利用介电常数传输线在零阶谐振频率处波长无穷大特性，通过在圆形的金属贴片和金属接地板之间加载以天线中心点为圆心环形排列的金属化导通孔，实现了结构对称的圆形负介电常数零阶谐振器。在结构对称的圆形零阶谐振器的基础上，利用金属化导通孔对输入阻抗的调节作用，通过调节金属化导通孔离天线中心点的距离及其孔径，使天线中心点输入阻抗与SMA同轴接口阻抗匹配，实现了低剖面且全向辐射对称的中心馈电圆形负介电常数零阶谐振器天线。在中心馈电圆形负介电常数零阶谐振器天线的辐射贴片和接地板周围加载以天线中心点为圆心环形排列的双面刻蚀金属树枝状结构或圆形结构负磁导率材料单元。当电磁波垂直于负磁导率材料结构单元入射时，它在一定的频段内具有负磁导率，出现一个透射禁带。利用负磁导率材料的透射禁带特性，能有效地抑制天线工作时激发的表面波和馈电网络的寄生辐射，提高天线的辐射效率，增强天线增益，改善微带天线性能，从而实现了能够在低剖面结构下实现高增益高对称全向辐射的负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线。

该新型高性能全向天线可工作在C波段。其用于天线的负磁导率材料单元与天线的制备方法一样，均采用印刷电路板制造工艺，与天线一体成型，制备简单，成本低廉，并且该天线全向辐射对称性好，增益高，满足低剖面的结构要求，稳定性好，具有很高的实用价值，应用前景广阔。

附图说明

图1树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线结构示意图。

图2圆形结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线结构示意图。

图3本发明的中心馈电圆形负介电常数零阶谐振器天线示意图，其中图(a)为正面图，(b)为背面图。

图4本发明的中心馈电圆形负介电常数零阶谐振器天线尺寸示意图。

图5本发明的树枝状结构负磁导率材料单元示意图。

图6本发明的圆形结构负磁导率材料单元示意图。

图7范例1中树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线示意图，其中图(a)为正面图，(b)为背面图。

图8范例2中圆形结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线示意图，其中图(a)为正面图，(b)为背面图。

图9范例1中树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线回波损耗曲线图。

图10范例1中树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线辐射方向图，其中(a)为E图，(b)为H图。

图11范例2中圆形结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线回波损耗曲线图。

图12范例3中圆形结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线回波损耗曲线图。

图13范例4中树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线回波损耗曲线图。

图14范例5中树枝状结构负磁导率材料基板圆形零阶谐振器天线回波损耗曲线图。

具体实施方式  参阅图1和图2，本发明包括介质基板1，圆形金属辐射贴片2，圆形金属接地板3，SMA同轴接头4，金属化导通孔5，负磁导率材料单元6。