[发明专利]八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线

说明书

本发明涉及一种八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线，它包括介质基板、贴覆在介质基板正面的八边形生长式分形缝隙辐射贴片以及贴覆在介质基板背面的天线接地板；所述八边形生长式分形缝隙辐射贴片包括八边形生长式分形结构以及转换巴伦结构；八边形生长式分形结构为八边形初始元经过两次迭代得到的二阶八边形生长式分形结构。本发明的目的在于提供一种八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线，能够工作在一个较宽的频率范围，实现对第四代移动通信频段、第五代移动通信频段、蓝牙通信频段和超宽带通信频段等多个工作频带的全覆盖，同时具备足够的阻抗带宽、极小的回波损耗以及小尺寸、低剖面的结构特征。

技术领域

本发明涉及无线电通信领域，具体为一种八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线。

背景技术

在现代电磁理论不断完善之后，无线电通信技术发展日新月异，逐渐广泛应用于个人通信、设备制造、军事国防和宇宙探索的射电天文等多个领域，现阶段已经涉及到人类生活中的诸多方面。天线作为无线电通信系统中有效的收发装置，对于整个系统的性能和应用起着至关重要的作用。

为了适应于不同的应用场景，当下被设计出来的天线在门类和特性上也呈现出百花齐放的态势。时至今日，无线通信的相关业务正在快速发展，第四代移动通信系统TD-LTE制式(2.570～2.620GHz)已经逐渐普及，第五代移动通信系统(3.300～3.400GHz、4.400～4.500GHz、4.800～4.990GHz)后来居上，在2020年已经投入商业运营，此外，蓝牙通信系统(2.400～2.4835GHz)在短距离通信等方面也占有不可忽视的一席之地。由此可见，不同频率、不同制式的无线通信信号将会长期共存。然而目前，我们见到的贴片形状各异的蓝牙天线、移动通信天线和卫星导航天线等，大多都是工作在单一的工作频段。

随着近些年无线电系统不断升级扩容，各种应用场景下的设备所搭载的电子部件密集程度不断提高，对于设备的小型化和轻量化要求也更加严格。对于需要多频段系统兼容的应用场景，对于现有的大多单一频段天线而言，则须在设备上同时搭载多个不同频段系统天线，不仅对通信系统轻量化不利，而且工作在不同频段的天线很可能在工作过程当中带来复杂的电磁干扰和耦合。

此背景之下，设计出能够同时覆盖多个工作频段，并满足小尺寸、低厚度、低回波损耗、大工作带宽要求的超宽频带天线具有广泛的应用价值。美国联邦通信委员会在2002年2月正式批准了将3.100～10.600GHz的频段作为超宽带通信的民用频段，可用于室内通信、高速无线局域网、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、安检雷达等多个领域。近些年，超宽带天线得到了快速发展，通过一个宽带天线代替现有的众多单一频段天线集合，实现多频段系统收发共用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线，能够工作在一个较宽的频率范围，实现对第四代移动通信频段、第五代移动通信频段、蓝牙通信频段和超宽带通信频段等多个工作频带的全覆盖，同时具备足够的阻抗带宽、极小的回波损耗以及小尺寸、低剖面的结构特征。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种八边形生长式分形缝隙超宽带微带天线，它包括介质基板、贴覆在介质基板正面的八边形生长式分形缝隙辐射贴片以及贴覆在介质基板背面的天线接地板；所述八边形生长式分形缝隙辐射贴片包括八边形生长式分形结构以及转换巴伦结构；八边形生长式分形结构为八边形初始元经过两次迭代得到的二阶八边形生长式分形结构，第一次迭代在八边形初始元中间设置一个一阶八边形孔，并在八边形初始元的顶边、左边和右边分别连接一个与一阶八边形孔大小一致的一阶八边形；第二次迭代在一阶八边形中间设置一个二阶八边形孔，并在一阶八边形的周侧连接三个与二阶八边形孔大小一致的二阶八边形，二阶八边形的中间设置一个三阶八边形孔；所述一阶八边形孔、二阶八边形孔以及三阶八边形孔的四周分别蚀刻4个呈中心对称的T形缝隙槽。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：