[实用新型]一种基于光子晶体结构的多层复合左手材料矩形框贴片天线

权利要求书

1.一种基于光子晶体结构的多层复合左手材料矩形框贴片天线，其特征在于：包括第一层介质基板(1)、第二层介质基板(2) 、第三层介质基板(3) 、第四层介质基板(4)、复合贴片天线(7)、螺旋金属线(8)、细金属条(9)、弯金属条(10)、金属谐振环(11)、金属接地板(12)，第一层介质基板(1)、第二层介质基板(2) 、第三层介质基板(3) 、第四层介质基板(4) 、金属接地板(12)依次叠加，复合贴片天线(7)由矩形框金属辐射片(5)和微带馈线(6)组成，微带馈线(6)通过金属导线与激励源相连，用于对矩形框金属辐射片(5)馈电，复合贴片天线(7)固定在第一层介质基板(1)的正面，第一层介质基板(1)的正面还设有细金属条(9)、弯金属条（10）以及周期性排列的螺旋金属线(8)， 第二层介质基板(2)与第四层介质基板(4)结构相同，正面都贴有周期性排列的细金属条(9)和金属谐振环（11），第三层介质基板（3）正面固定有周期性排列的螺旋金属线(8)和细金属条(9)，其排布与第一层介质基板（1）的螺旋金属线(8)和细金属条(9)的排布相同，第四层介质基板(4)的反面贴有金属接地板(12)，金属接地板（12）通过金属导线与激励源相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体结构的多层复合左手材料矩形框贴片天线，其特征在于：第一层介质基板(1)、第二层介质基板(2) 、第三层介质基板(3) 、第四层介质基板(4)正面都采用电路板刻蚀技术刻蚀出矩形框金属辐射片(5)、微带馈线（6）、螺旋金属线(8)、细金属条（9）和弯金属条（10），金属谐振环（11），第四层介质基板(4)反面贴有金属接地板(12)，上面挖有4个空气孔，微带馈线（6）一端通过金属导线与激励源相连，另一端与矩形框金属辐射片（5）相连，用于作为矩形框金属辐射片（3）的电波信号馈入源。

3.根据权利要求2所述的一种基于光子晶体结构的多层复合左手材料矩形框贴片天线，其特征在于：第一层介质基板(1)、第二层介质基板(2) 、第三层介质基板(3) 、第四层介质基板(4)叠加后的尺寸为360mm×360mm×10mm，第一层介质基板(1)、第二层介质基板(2) 、第三层介质基板(3) 、第四层介质基板(4)，长均为360mm，宽均为360mm，第一层介质基板(1)和第三层介质基板(3)的尺寸相同，相对介电常数均为10，厚度均为D₁=3mm，第二层介质基板(2)和第四层介质基板(4) 的相对介电常数均为2.0，厚度均为2mm，第一层介质基板（1）正面固定有宽度D₂=4mm的矩形框金属辐射片（5），矩形框金属辐射片（5）外框边长L₂=304mm，内框边长L₃=296mm，外框距第一层介质基板（1）边缘D₉=28mm，在矩形框金属辐射片（5）内嵌入6×6周期性排列的螺旋金属线(8)，线宽D₁₁=1.9mm，相邻线间隔D₁₂=1.9mm，最小内径R₁=1.9mm，最大外径R₂=19mm，第二外径R₃=17.1mm，相邻螺旋金属线中心间距D₇=D₈=44.8mm，所述的螺旋金属线(8)间嵌入的6根细金属条（9），细金属条（9）长H₄=260mm ，宽L₄=5mm，2根弯金属条（10）固定在第一层介质基板(1)边缘，弯金属条（10）宽D₁₀=20mm，两根弯金属条（10）的间距L₆=20mm，第二层介质基板(2) 与第四层介质基板(4)结构相同，正面贴有 6×6周期性排列的金属谐振环（11），金属谐振环（11）的外环边长L₇=32mm，内环边长L₈=22mm，环的线宽D₁₉=3mm，线间距D₂₀=2mm，环开口D₂₁=D₂₂=6mm，相邻金属谐振环（11）中心间距D₁₇=D₁₈=44.8mm，在金属谐振环（11）间嵌入6根尺寸为260mm×5mm的细金属条（9），第三层介质基板(3)正面贴有螺旋金属线(8)、细金属条（9），其排布及尺寸和第一层介质基板(1)的螺旋金属线(8)、细金属条（9）的相同，第四层介质基板(4)反面贴有360mm×360mm金属接地板(12)，上面挖有4个空气孔，空气孔尺寸为：长L₉=300mm，宽H₉=40mm，相邻孔间距D₂₇=50mm，微带馈线（6）的长为28mm，宽为L₅=4.7mm，激励源通过金属导线一端与微带馈线（6）相连，一端与金属接地板（12）相连，激励源采用Gaussian离散源，通过微带馈线（6）给矩形框金属辐射片（5）馈电。

4.根据权利要求3所述的一种基于光子晶体结构的多层复合左手材料矩形框贴片天线，其特征在于：所述的第一层介质基板（1）上除了中间两列，每列螺旋金属线（8）间嵌入的一根细金属条（9），边缘两列螺旋金属线（8）与矩形框金属辐射片（5）之间各嵌入一根细金属条（9），第一层介质基板（1）上共嵌入6根细金属条（9），除了中间两列，各细金属条（9）的间距为D₃=D₄=D₅=D₆=39.8mm；所述的第三层介质基板(3)正面贴有的6根细金属条（9），其排布及尺寸和第一层介质基板(1)的细金属条（9）的相同；所述的第二层介质基板（2）及第四层介质基板（4）上除了中间两列，每列金属谐振环（11）间嵌入一根细金属条（9），边缘两列金属谐振环（11）外侧各嵌入一根细金属条（9），除中间两列，各细金属条（9）的间距D₁₃=D₁₄=D₁₅=D₁₆=39.8mm。