[发明专利]具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线

说明书

本发明公开了一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，与传统贴片天线不同，本发明在金属地板上刻蚀了一种渔网型的周期性结构单元。天线包括金属/介质/金属3层结构：其中2层金属结构分别为上层金属辐射贴片和下层加载了渔网型周期结构的金属地板。介质层填充在上下两层金属层之间。应用这种结构，本发明还给出一部实施例天线。与传统贴片天线相比，本发明天线的辐射贴片面积缩小了58％，相对带宽则增大为传统天线的3倍。因此基于本发明，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，同时工作带宽还得到有效展宽。本发明提出的小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及一种通信天线，特别是涉及一种小型化微带天线，应用于天线技术领域。

背景技术

在现代无线通信技术领域，如无线局域网、射频识别、可穿戴设备以及智能手机等，通信设备正逐渐走向小型化，便携化。这种小型化的发展趋势对通信天线也提出新的需求。而根据经典天线理论，传统微带天线的辐射贴片尺寸往往在半波长量级。因此，如何将传统微带天线中的半波长尺寸进一步压缩，设计一种小型化天线，就具有非常重要的意义。

现有的较常用的小型化微带天线有以下几种实现方法：

1.使用高介电常数的介质基板，但这种材质通常难以配制和加工，并且成本较高；

2.使用嵌入式多层结构，这种方法能够有效地实现小型化的目的，但是多层板贴合难度较大，导致实际中多层板难以很好地贴合；

3.在地板和辐射贴片之间加入短路针，但是其小型化效果很大程度依赖于短路针的位置。

随着无线局域网、射频识别、可穿戴设备以及智能手机技术和应用的飞速发展，尤其是物联网技术对信息通信技术的要求不断提高，低成本的、易于工程化应用的和能满足个性化需求的小型化微带天线的开发成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，在采用常规介质基板的基础上，采用一种新型的小型化天线设计方案，本发明微带天线在地板上蚀刻并加载一种渔网型周期性结构。与传统微带贴片天线相比，本发明天线可以有效地减小天线的电尺寸，同时增加工作带宽；从结构上讲，本发明天线仅需要在地板上蚀刻渔网型周期结构，操作简单，小型化效果明显，能够满足当前的工程化应用和个性化的需求。

为达到上述目的，本发明的构思是：

a)在传统微带贴片天线的地板上加载一种渔网型周期结构。

b)每个渔网型单元结构包括1片特有形状的金属贴片和4条直导线，该金属贴片位于单元结构中心，并通过4条直导线与外部结构相连，具有类似渔网的形状。

根据上述构思，本发明采用如下的技术方案：

一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，包括3层结构，上层为金属辐射贴片，中间层为介质板，下层是金属地平面，使介质板填充在上下两层金属层之间，在金属地平面上蚀刻具有一定的周期性分布形式的渔网型结构单元阵列。

作为本发明优选的技术方案，金属地平面由地平面外围框和渔网型结构单元阵列组成，其中渔网型结构单元阵列分布设置于地平面外围框内，渔网型结构单元包括中央金属贴片和4条直导线，任意相邻的渔网型结构单元之间通过直导线实现互联，形成渔网形状的阵列结构，位于渔网型结构单元阵列的最外围的渔网型结构单元的中央金属贴片均有一侧边朝向地平面外围框的內缘一侧，使位于渔网型结构单元阵列的最外围的渔网型结构单元的中央金属贴片分别通过外侧的直导线与地平面外围框连接，地平面外围框主要形成渔网形状的阵列结构的网纲构造。