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：
本實(shí)用新型涉及一種天線，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。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Α？紤]到未來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，手機(jī)的通話與待機(jī)時(shí)間更長。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
本實(shí)用新型的目的在于提供一種小型高介微波復(fù)合功能材料的天線。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，包括表面設(shè)有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的天線介質(zhì)板，在介質(zhì)板電磁帶隙結(jié)構(gòu)一面的中部上面還設(shè)有一輻射元件，所述天線的饋線方式為共面波導(dǎo)饋線，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。
作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方式，所述天線的饋線從所述輻射元件下方延伸至介質(zhì)邊緣。
作為電磁帶隙結(jié)構(gòu)的另一優(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。
作為電磁帶隙結(jié)構(gòu)的再一優(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。
作為電磁帶隙結(jié)構(gòu)的再一優(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)縫分隔并通過所述導(dǎo)線互聯(lián)。
作為電磁帶隙結(jié)構(gòu)的再一優(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)線的兩端為別與所述導(dǎo)電條的中部相聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過所述導(dǎo)線互聯(lián)。
作為輻射元件一種優(yōu)選方式，所述輻射元件為圓柱狀輻射陶瓷塊，其介電常數(shù)介于8～100。
本實(shí)用新型提拱的天線，其結(jié)構(gòu)尺寸小，結(jié)合了電磁帶隙結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)及高介微波材料的各自的優(yōu)點(diǎn)，制造的天線抑制了因高介微波材料表面波引起的能量損耗，提高了天線的輻射效率與增益。此外，該技術(shù)方案可根據(jù)不同的天線設(shè)計(jì)需要靈活選擇不同介電常數(shù)的輻射陶瓷塊。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一天線結(jié)構(gòu)示意圖圖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)示意圖圖3為實(shí)施例二電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖圖4為實(shí)施例三電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖圖5為實(shí)施例四電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖圖6為實(shí)施例四電磁帶隙結(jié)構(gòu)單胞示意圖圖7為實(shí)施例五電磁帶隙結(jié)構(gòu)示意圖圖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
如圖1所示，一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，包括表面設(shè)有電磁帶隙結(jié)構(gòu)2和饋線4的天線介質(zhì)板1，在介質(zhì)板電磁帶隙結(jié)構(gòu)一面的中部上面還設(shè)有一輻射陶瓷塊3，其介電常數(shù)介于8～100，所述天線饋線方式為共面波導(dǎo)饋線，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。所述天線的饋線從所述輻射元件下方延伸至介質(zhì)邊緣。
本實(shí)施例中的EBG花樣可采用標(biāo)準(zhǔn)光刻或化學(xué)電鍍方法制備。實(shí)施例一至實(shí)施例四天線結(jié)構(gòu)如上所述，其區(qū)別在于表面設(shè)有電磁帶隙結(jié)構(gòu)2，通過調(diào)節(jié)電磁帶隙結(jié)構(gòu)2中單胞幾何尺寸的大小，可調(diào)控復(fù)合功能材料的禁帶頻率及寬度。以下分別說明。
實(shí)施例一如圖1、圖2所示，所述電磁禁帶結(jié)構(gòu)2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6和被所述導(dǎo)線6分隔開的四個(gè)導(dǎo)電塊5組成，所述導(dǎo)線6和導(dǎo)電塊5在單胞中部互聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過所述導(dǎo)線互聯(lián)。圖中的平面電磁禁帶結(jié)構(gòu)，它等效為分布的LC網(wǎng)絡(luò)，其中彎曲的導(dǎo)線6相當(dāng)于電感而相鄰兩個(gè)由細(xì)縫分隔的大方塊導(dǎo)電塊5相當(dāng)于電容。通過調(diào)節(jié)圖2單胞中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)線的兩端為別與所述導(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，包括表面設(shè)有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的天線介質(zhì)板，其特征在于在介質(zhì)板電磁帶隙結(jié)構(gòu)一面的中部上面還設(shè)有一輻射元件，所述天線的饋線方式為共面波導(dǎo)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的饋線從所述輻射元件下方延伸至介質(zhì)邊緣。
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。
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。
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)縫分隔并通過所述導(dǎo)線互聯(lián)。
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)線的兩端為別與所述導(dǎo)電條的中部相聯(lián)，相鄰兩個(gè)單胞之間由細(xì)縫分隔并通過所述導(dǎo)線互聯(lián)。
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，其特征在于所述輻射元件為圓柱狀輻射陶瓷塊。
專利摘要一種高介微波復(fù)合功能材料的天線，包括表面設(shè)有電磁帶隙結(jié)構(gòu)的天線介質(zhì)板，在介質(zhì)板電磁帶隙結(jié)構(gòu)一面的中部上面還設(shè)有一輻射元件，所述天線的饋線方式為共面波導(dǎo)饋線，所述天線介質(zhì)板材料為組分為Sr
文檔編號(hào)H01Q13/00GK2796142SQ20052004166
公開日2006年7月12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?；鄯铰?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