專利名稱：高介微波復(fù)合功能材料的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，特別涉及一種高介微波復(fù)合功能材料的天線。
背景技術(shù)：
天線，作為移動(dòng)產(chǎn)品必不可少的關(guān)鍵元器件，其輻射效率、方向性、帶寬和阻抗匹配等特性對(duì)通信產(chǎn)品將產(chǎn)生很大影響?；咎炀€方面，智能天線(Smart Antenna)因可大大提高頻譜利用率、有效地增加系統(tǒng)容量和基站覆蓋范圍，在頻譜資源日益擁擠的情況下成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。在手機(jī)等移動(dòng)終端上，拉桿天線因其尺寸大、難集成而將逐步淡出市場(chǎng)。取而代之的將是可內(nèi)置的共振天線和高介陶瓷天線。共振天線通常采用空氣作介質(zhì)，天線結(jié)構(gòu)多為“倒F形”，其主要優(yōu)點(diǎn)是帶寬大、成本低。高介陶瓷天線則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、適于多頻段工作、及易于集成等特點(diǎn)，在3G移動(dòng)通信中具有很大的發(fā)展?jié)摿?。考慮到未來(lái)4G通信中將采用的多天線技術(shù)(MIMO技術(shù))，對(duì)天線的尺寸及可集成性的要求將進(jìn)一步提高，因而即使是目前常用的內(nèi)置式空氣介質(zhì)天線受尺寸限制也很難在移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)多天線技術(shù)。
天線的進(jìn)一步小型化，不可避免將用到高介電常數(shù)的材料，但采用普通的高介材料通常會(huì)引起天線輻射效率的降低，解決這一矛盾的有效辦法之一是在普通的高介材料中引入人工的周期性電磁帶隙結(jié)構(gòu)(EBG)，或采用高介材料與具有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低介材料合成的高介復(fù)合功能材料。在這種新型的復(fù)合功能材料中，由于周期性電磁帶隙結(jié)構(gòu)的存在使電磁波在某一特定的頻率禁帶內(nèi)不能傳播，因而它可用作很好的天線基底材料來(lái)抑制因表面波引起的能量損耗，提高天線的輻射效率與增益。而輻射效率的提高，將使通話質(zhì)量更高，手機(jī)電池的使用壽命增長(zhǎng)，手機(jī)的通話與待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)。與此同時(shí)，由于因表面波引起的背向輻射得以抑制，這樣大大減小了手機(jī)輻射對(duì)人體的損害(大腦是很好的微波吸收材料)。此外，這種新型的復(fù)合功能材料用于天線陣或多天線系統(tǒng)時(shí)，還可降低天線元之間的互耦，增強(qiáng)天線單元之間的隔離度，使天線的總體尺寸減少，因而便于在更小的體積空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多天線技術(shù)，使在未來(lái)3G/4G通信的移動(dòng)終端采用多天線方案成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高介微波復(fù)合功能材料的天線。
一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，從上至下依次為高介陶瓷板、微波介質(zhì)板，所述高介陶瓷板上表面中部設(shè)有一輻射帖片，所述輻射帖片周圍為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述微波介質(zhì)板中部設(shè)有縫隙，所述縫隙周圍為金屬地，所述微波介質(zhì)板下表面設(shè)有從中部延伸出的饋線。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述天線介質(zhì)板材料為組分為Sr1-xBaxTiO3，其中X等于0.05～0.95。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方式，所述饋線垂直于所述縫隙。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部互相垂直的兩彎曲導(dǎo)線和被所述導(dǎo)線分隔開的四個(gè)導(dǎo)電塊組成，所述導(dǎo)線和導(dǎo)電塊在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的空白條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形空白帶，每一所述空白帶的兩端分別與兩所述空白條的中部連通，所述單胞結(jié)構(gòu)除空白條與空白帶之外的部分為導(dǎo)電塊。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的導(dǎo)電條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形導(dǎo)電帶，每一所述導(dǎo)電帶的兩端分別與兩所述導(dǎo)電條的中部連通。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和被所述三條導(dǎo)線分隔開的六個(gè)導(dǎo)電塊組成，所述導(dǎo)線和導(dǎo)電塊在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和設(shè)置于所述單胞三組平行對(duì)邊邊緣的六個(gè)導(dǎo)電條組成，所述三條導(dǎo)線在單胞中部互聯(lián)，每一所述導(dǎo)線的兩端分別與所述導(dǎo)電條的中部相聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述微波介質(zhì)板為的介電常數(shù)介于1～20。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方式，所述微波介質(zhì)板為聚四氟乙烯。
輻射帖片周圍電磁帶隙結(jié)構(gòu)的存在，可抑制因表面波傳播引起的能量損耗，大大提高天線的輻射效率與增益。由于輻射帖片與電磁帶隙結(jié)構(gòu)位于同一表面，可采用光刻或PCB工藝一次成形，制備工藝過(guò)程大為簡(jiǎn)化，使批量穩(wěn)定性，重復(fù)性大為提高。此外，由于本發(fā)明技術(shù)方案采用了五種小尺寸的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在相同頻率及總體幾何尺寸相同的條件下，與T.Ihob的結(jié)構(gòu)相比，相同頻率下尺寸縮小30~60％，可用的單胞個(gè)數(shù)大大增加，而單胞個(gè)數(shù)增加，使得電磁禁帶結(jié)構(gòu)材料抑制電磁波傳播這一特性能夠更有效地發(fā)揮出來(lái)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一天線結(jié)構(gòu)示意2為圖1實(shí)施例一電磁帶隙結(jié)構(gòu)一個(gè)半單胞結(jié)構(gòu)示意3為實(shí)施例二電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意4為實(shí)施例三電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意5為實(shí)施例四電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意6為實(shí)施例四電磁帶隙結(jié)構(gòu)單胞示意7為實(shí)施例五電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意8為實(shí)施例五電磁帶隙結(jié)構(gòu)單胞示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示，一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，從上至下依次為高介陶瓷板1、微波介質(zhì)板2，所述高介陶瓷板上表面中部設(shè)有一輻射帖片5，所述輻射帖片5可采用光刻上去的銅泊，所述輻射帖片周圍為電磁帶隙結(jié)構(gòu)4，所述微波介質(zhì)板中部設(shè)有縫隙6，所述縫隙周圍為金屬地3，所述金屬地3一般采用銅材質(zhì)，所述微波介質(zhì)板下表面設(shè)有從中部延伸出的饋線7。所述饋線7垂直于所述縫隙6。
其中所述天線介質(zhì)板材料為組分為Sr1-xBaxTiO3，其中X等于0.05～0.95。所述微波介質(zhì)板為的介電常數(shù)介于1～20，可采用聚四氟乙烯作為該微波介質(zhì)板。
所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部互相垂直的兩彎曲導(dǎo)線22和被所述導(dǎo)線22分隔開的四個(gè)導(dǎo)電塊21組成，所述導(dǎo)線22和導(dǎo)電塊21在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線22互聯(lián)。通過(guò)調(diào)節(jié)圖2中單胞a、b、w、s各幾何尺寸的大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)控復(fù)合功能材料的禁帶頻率及寬度。實(shí)施例二至四調(diào)控復(fù)合功能材料的禁帶頻率及寬度原理相同。因此略去相關(guān)描述，僅標(biāo)示電磁禁帶結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例二如圖3所示，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的空白條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形空白帶，每一所述空白帶的兩端分別與兩所述空白條的中部連通，所述單胞結(jié)構(gòu)除空白條與空白帶之外的部分為導(dǎo)電塊。
實(shí)施例三如圖4所示，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的導(dǎo)電條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形導(dǎo)電帶，每一所述導(dǎo)電帶的兩端分別與兩所述導(dǎo)電條的中部連通。
實(shí)施例四如圖5、圖6所示，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和被所述三條導(dǎo)線分隔開的六個(gè)導(dǎo)電塊組成，所述導(dǎo)線和導(dǎo)電塊在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
實(shí)施例五如圖7、圖8所示，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和設(shè)置于所述單胞三組平行對(duì)邊邊緣的六個(gè)導(dǎo)電條組成，所述三條導(dǎo)線在單胞中部互聯(lián)，每一所述導(dǎo)線的兩端分別與所述導(dǎo)電條的中部相聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
權(quán)利要求
1.一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，從上至下依次為高介陶瓷板、微波介質(zhì)板，其特征在于所述高介陶瓷板上表面中部設(shè)有一輻射帖片，所述輻射帖片周圍為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述微波介質(zhì)板中部設(shè)有縫隙，所述縫隙周圍為金屬地，所述微波介質(zhì)板下表面設(shè)有從中部延伸出的饋線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述天線介質(zhì)板材料為組分為Sr1-xBaxTiO3，其中X等于0.05～0.95。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述饋線垂直于所述縫隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部互相垂直的兩彎曲導(dǎo)線和被所述導(dǎo)線分隔開的四個(gè)導(dǎo)電塊組成，所述導(dǎo)線和導(dǎo)電塊在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的空白條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形空白帶，每一所述空白帶的兩端分別與兩所述空白條的中部連通，所述單胞結(jié)構(gòu)除空白條與空白帶之外的部分為導(dǎo)電塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正方形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞邊緣設(shè)有四條平行于單胞四條邊的導(dǎo)電條，所述單胞中部設(shè)有兩根互相垂直并互聯(lián)的一個(gè)周期的方波形導(dǎo)電帶，每一所述導(dǎo)電帶的兩端分別與兩所述導(dǎo)電條的中部連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和被所述三條導(dǎo)線分隔開的六個(gè)導(dǎo)電塊組成，所述導(dǎo)線和導(dǎo)電塊在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)為多個(gè)正六邊形單胞組成的平面結(jié)構(gòu)，所述單胞由設(shè)置于單胞中部垂直于單胞三組平行對(duì)邊的三條導(dǎo)線和設(shè)置于所述單胞三組平行對(duì)邊邊緣的六個(gè)導(dǎo)電條組成，所述三條導(dǎo)線在單胞中部互聯(lián)，每一所述導(dǎo)線的兩端分別與所述導(dǎo)電條的中部相聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過(guò)所述導(dǎo)線互聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述微波介質(zhì)板的介電常數(shù)介于1～20。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高介微波復(fù)合功能材料的天線，其特征在于所述微波介質(zhì)板為聚四氟乙烯。
全文摘要
一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，從上至下依次為高介陶瓷板、微波介質(zhì)板，所述高介陶瓷板上表面中部設(shè)有一輻射帖片，所述輻射帖片周圍為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，所述微波介質(zhì)板中部設(shè)有縫隙，所述縫隙周圍為金屬地，所述微波介質(zhì)板下表面設(shè)有從中部延伸出的饋線。電磁帶隙結(jié)構(gòu)的存在可抑制因表面波傳播引起的能量損耗，提高天線的輻射效率與增益。本發(fā)明技術(shù)方案由于采用五種小尺寸的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在相同頻率及總體幾何尺寸相同的條件下，與T.Ihob的結(jié)構(gòu)相比，相同頻率下尺寸縮小30～60％，可用的單胞個(gè)數(shù)大大增加，而單胞個(gè)數(shù)增加，使得電磁禁帶結(jié)構(gòu)材料抑制電磁波傳播這一特性能夠更有效地發(fā)揮出來(lái)。
文檔編號(hào)H01P1/20GK1866609SQ20051002596
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者賀連星, 劉曉晗, 殷杰羿, 丁振宇, 資劍, 李毅 申請(qǐng)人:上海聯(lián)能科技有限公司, 上海慧方聯(lián)能通信技術(shù)有限公司, 上海方盛信息科技有限責(zé)任公司