[发明专利]基于阵列带花瓣型夹层及条带控制的左右手复合天线

说明书

技术领域

本发明涉及阵列叠层微带天线，尤其是涉及一种带花瓣型夹层、Mushroom结构、十字条带控制结构和CSRR结构的基于阵列带花瓣型夹层及条带控制的左右手复合天线。

背景技术

近年来，无线通信技术飞速进步，大量频谱资源不断被开发使用，因此各种高频超高频的无线通信设备逐渐得到人们的认可，登上了无线技术发展的历史舞台，诸如RFID系统、微波存取全球互通系统(WiMAX)以及无线局域网络系统(WLAN)等。这些无线通信设备的大量使用为我们的生活提供了很多便利条件，同时也大大提高了对超高频段频谱的利用率。

在移动通信发展速度越来越快的今天，传统理论思路设计的天线已经不能满足无线通信高集成化、多频兼容等需求，以左手材料结构为改进思路的系列天线研究成为天线设计的热点，通过加载左手材料等方式大幅度提高了天线各项性能。几年来，基于左手材料的复合左右手传输线结构因其具有低损耗的特点，并且在结构上具有连续性，使得复合左右手传输线结构在损耗以及带宽等方向都有着优于传统左手材料的特性。因此运用复合左右手传输线结构的思路设计出的天线以及其他微波器件能够实现更加优良的性能，能够满足天线小型化、多频、超宽带等新型天线的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带花瓣型夹层、Mushroom结构、十字条带控制结构和CSRR结构的基于阵列带花瓣型夹层及条带控制的左右手复合天线。

本发明为叠层结构，从上至下依次为上层贴片、上基板、夹层贴片、下基板、接地板，上层贴片为正方形敷铜层，在上层贴片上设有一矩形缝隙环，矩形缝隙环内为中心对称放置、加载有CSRR左手特性结构的矩形贴片2×2的四元阵，CSRR左手特性结构由两个开口方向相反的同心圆环构成，分离的四个矩形阵元内部加载的CSRR开口朝向依次有90°转向，分离的四个矩形阵元由常规右手特性的中心对称十字条带隔离，用于控制阵元及夹层花瓣的左右手复合特性；在上层贴片一侧设有馈电点，在分离的四个矩形阵元的中心设有短路钉；夹层贴片为中心对称放置的左手特性的花瓣型贴片2×2的四元阵，每个花瓣型阵元是被两个相互正交的窄边矩形分割成花瓣型的圆环，中心为一个旋转45°的矩形金属过孔。

所述上基板可采用介电常数为8～12的低耗高性能介质基板材料，优选10.7，上基板的厚度可为0.1～2.0mm，所述下基板可采用介电常数为2～5的低耗高性能介质基板材料，优选2.2，下基板的厚度可为4～12mm；上基板和下基板均可采用正方形基板，尺寸可相同，正方形基板的边长可为10～30mm。

所述上层贴片的边长可为10～16mm，矩形缝隙环的边长可为3～10mm，矩形缝隙环的宽度可为0.1～0.4mm。

所述分离的四个矩形阵元的边长可为1～5mm。CSRR左手特性结构外环的直径可为1～4mm，内环的直径可为0.5～3.5mm，环的宽度可为0.1～0.4mm，开口缝宽可为0.1～0.4mm。十字条带的臂长可为2～9mm，臂宽可为0.1～0.5mm，分离的四个矩形阵元和十字条带之间的缝宽可为0.1～0.4mm。

所述花瓣型阵元中圆环的直径可为1～6mm，两个相互正交的窄边矩形的长与圆环的直径相等，宽可为0.1～0.4mm，矩形金属过孔的边长可为0.1～0.7mm。

所述接地板为下层贴片，敷有良导体层，接地板的边长与上基板和下基板的边长相同，为10～30mm。

所述馈电点位于上层贴片上，为穿透基板的圆柱孔，馈电点半径可为0.70mm±0.01mm。

所述短路钉为穿透基板的圆柱孔，短路钉的半径可为0.30mm±0.01mm。

本发明的双频工作频段可为3.351～3.411GHz和5.214～5.558GHz。

与常规移动通信微带天线相比，本发明具有以下优点：