本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種天線及其吸波器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)用于無線路由器的天線包括輻射器、反射器、引向器和隔離元件等。其中隔離元件主要包括隔離條、隔離片等，隔離元件一般是諧振于二分之一波長，在空間中形成帶阻濾波器的效應(yīng)，阻擋電磁波通過。但是包括隔離條、隔離片等的隔離元件的天線的帶寬較窄，容易惡化天線的其他性能，比如天線的交叉極化鑒別率、回波損耗等，且改善的隔離度的空間也有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種天線及其吸波器，旨在解決包括隔離條、隔離片等的隔離元件的天線的帶寬較窄，容易惡化天線的其他性能，且改善的隔離度的空間也有限的問題。

第一方面，本實(shí)用新型提供了一種天線的吸波器，所述吸波器包括PCB基板、附著于PCB基板正面的超材料層和附著于PCB基板底面的金屬平板層，超材料層具有多個周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感。

進(jìn)一步地，所述單元結(jié)構(gòu)是金屬貼片。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)形成的鏤空圖案位于中央。

進(jìn)一步地，所述單元結(jié)構(gòu)呈方形，單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間形成等效電容，等效電容與等效電感并聯(lián)，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，從而將電阻與等效電容和等效電感并聯(lián)。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊均具有一供焊接電阻的貼片凸起。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)的中央具有方形孔，鏤空圖案形成于方形孔的外圍，鏤空圖案的外圍是地，鏤空圖案與地之間形成等效電容，等效電容與等效電感并聯(lián)。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，從而將電阻與等效電容和等效電感并聯(lián)。

進(jìn)一步地，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)。

第二方面，本實(shí)用新型提供了一種天線，所述天線包括上述的天線的吸波器。

本實(shí)用新型提供的天線的吸波器，由于包括附著于PCB基板正面的超材料層和附著于PCB基板底面的金屬平板層，因此使天線的帶寬變寬，且減少了大量的電磁反射，顯著提高天線間的隔離度，對天線其他的性能并未造成任何影響，將其應(yīng)用于多天線構(gòu)成MIMO系統(tǒng)中，可提高天線間隔離度，改善系統(tǒng)通信容量，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。又由于超材料層具有多個周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感，因此提高了單元結(jié)構(gòu)的等效電感，小型化整個單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。又由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，或者，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，因此能匹配空氣阻抗，同時吸收被底面金屬平板層反射的電磁波能量，從而起到減小反射的作用。另外，由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，或者，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個吸波器。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的正面示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的側(cè)面示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的底面示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的性能示意圖。

圖5是工作于2.4GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的正面示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的正面示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的側(cè)面示意圖。

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的底面示意圖。

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的性能示意圖。

圖11是工作于5.8GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。

圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例一、二、三提供的天線的吸波器的等效電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

為了說明本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的天線的吸波器的主要作用是將輻射器輻射向兩側(cè)的能量吸收和反射，從而降低臨近天線間的耦合，改善天線隔離度。

本實(shí)用新型提供了一種天線的吸波器，所述吸波器包括PCB基板、附著于PCB基板正面的超材料層和附著于PCB基板底面的金屬平板層，超材料層具有多個周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感。

實(shí)施例一：

請參閱圖1至圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器包括PCB基板11、附著于PCB基板11正面的超材料層12和附著于PCB基板11底面的金屬平板層13。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，超材料層12是指具有人工設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的復(fù)合材料層，超材料層12可以是軟硬表面(soft and hard surfaces)層、光子晶體(photonic crystals)層、電磁帶隙結(jié)構(gòu)(electromagnetic band-gap structures)層、雙負(fù)材料(double negativematerials)層、左手材料(left-handed materials)層、人工磁導(dǎo)體(artificial magnetic conductors，AMC)層等。AMC層是一種人工制作的等效理想磁面層。

超材料層12具有多個周期性的單元結(jié)構(gòu)121，圖1所示的單元結(jié)構(gòu)121是金屬貼片。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的超材料層12具有9個周期性的單元結(jié)構(gòu)121。

每個單元結(jié)構(gòu)121形成有鏤空圖案1211，鏤空圖案1211是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案1211形成等效電感。鏤空圖案1211的作用在于提高單元結(jié)構(gòu)121的等效電感，小型化整個單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。請參閱圖1，單元結(jié)構(gòu)121呈方形，每個單元結(jié)構(gòu)121形成的鏤空圖案1211位于中央，鏤空圖案1211的外輪廓可以是方形、圓形、扇形等任意形狀。鏤空圖案可以采用多種樣式，例如彎折線樣式、弧線樣式、三角形樣式等等。單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間形成等效電容C，鏤空圖案1211形成等效電感L，等效電容C與等效電感L并聯(lián)。每個單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間(如圖1中的a、b、c、d)焊接電阻R，從而將電阻R與等效電容C和等效電感L并聯(lián)，如圖12所示。電阻R的作用在于匹配空氣阻抗，同時吸收被底面金屬平板層13反射的電磁波能量，并減小反射的作用。在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，所用的電阻可以為230歐姆的電阻。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，還可以在每個單元結(jié)構(gòu)121的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間(如圖1中的a、b、c、d旁邊)焊接電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個吸波器。

請參閱圖6，是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的正面示意圖。圖6所示的每個單元結(jié)構(gòu)221形成的鏤空圖案2211不同于圖1所示的鏤空圖案的樣式，每個單元結(jié)構(gòu)221的中央具有方形孔2212，鏤空圖案2211形成于方形孔2212的外圍，鏤空圖案2211的外圍是地2213。鏤空圖案2211相當(dāng)于內(nèi)導(dǎo)體，鏤空圖案2211與地2213之間形成等效電容C，鏤空圖案2211形成等效電感L，等效電容C與等效電感L并聯(lián)。每個單元結(jié)構(gòu)221的每條邊的鏤空圖案與地之間(如圖6中的a、b、c、d)焊接電阻R，從而將電阻R與等效電容C和等效電感L并聯(lián)。如圖12所示。

在本實(shí)用新型實(shí)施例二中，還可以在每個單元結(jié)構(gòu)221的每條邊的鏤空圖案與地之間(如圖6中的a、b、c、d旁邊)焊接電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個吸波器。

金屬平板層13用于將到達(dá)金屬平板層13處的電磁波反射至電阻和PCB基板11，并被電阻和PCB基板11吸收。

在本實(shí)用新型實(shí)施例一、二中，工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的超材料層的尺寸大小為L＝49.5mm，W＝49.5mm，H＝3.2mm，周期T＝16.5mm。

請參閱圖4和圖5，其中圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的性能示意圖，圖5是工作于2.4GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。根據(jù)對比可知，工作于2.4GHz頻段的天線間有采用本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的隔離度比沒有采用的隔離度高出接近10dB。

本實(shí)用新型實(shí)施例一、二的PCB基板可以是FR4PCB基板。FR4PCB基板是一種當(dāng)前最廉價(jià)的PCB基板，當(dāng)超材料層制作于FR4PCB基板上時，價(jià)格極低，又由于超材料層具備超薄厚度的特性，使得本實(shí)用新型實(shí)施例一、二提供的天線的吸波器非常適合應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。

對于單元結(jié)構(gòu)的鏤空圖案是同一個樣式的，只要超材料層的尺寸大小不一樣，則可以使天線的吸波器工作在不同的頻段。

實(shí)施例三：

請參閱圖7至圖9，本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器包括PCB基板31、附著于PCB基板31正面的超材料層32和附著于PCB基板31底面的金屬平板層33。超材料層32具有周期性的單元結(jié)構(gòu)321。

本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器與本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的工作于2.4GHz頻段的天線的吸波器的主要區(qū)別在于：

單元結(jié)構(gòu)321的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間(如圖7中的a、b、c、d)焊接的電阻可以為300歐姆的電阻。

本實(shí)用新型實(shí)施例三中，每個單元結(jié)構(gòu)321的每條邊均具有一貼片凸起3211，方便焊接電阻。

工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的超材料層32的尺寸大小為L＝37.8mm，W＝29.2mm，H＝1.6mm，周期T＝9.3mm。

請參閱圖10和11，其中圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的性能示意圖。圖11是工作于5.8GHz頻段的天線間有無采用本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的隔離對比示意圖。根據(jù)對比可知，工作于5.8GHz頻段的天線間有采用本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的工作于5.8GHz頻段的天線的吸波器的隔離度比沒有采用的隔離度高出5-10dB。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種包括本實(shí)用新型實(shí)施例一、二或三所述的天線的吸波器的天線。

本實(shí)用新型提供的天線的吸波器，由于包括附著于PCB基板正面的超材料層和附著于PCB基板底面的金屬平板層，因此使天線的帶寬變寬，且減少了大量的電磁反射，顯著提高天線間的隔離度，對天線其他的性能并未造成任何影響，將其應(yīng)用于多天線構(gòu)成MIMO系統(tǒng)中，可提高天線間隔離度，改善系統(tǒng)通信容量，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。又由于超材料層具有多個周期性的單元結(jié)構(gòu)，每個單元結(jié)構(gòu)形成有鏤空圖案，鏤空圖案是由感性的金屬線加載形成的，鏤空圖案形成等效電感，因此提高了單元結(jié)構(gòu)的等效電感，小型化整個單元結(jié)構(gòu)，從而小型化整個吸波器，使得在相同的面積下超材料層能容納的更多數(shù)量的周期和單元結(jié)構(gòu)，讓吸波器的吸收率更佳。又由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電阻，或者，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電阻，因此能匹配空氣阻抗，同時吸收被底面金屬平板層反射的電磁波能量，從而起到減小反射的作用。另外，由于單元結(jié)構(gòu)的每條邊與相鄰單元結(jié)構(gòu)的相鄰邊之間焊接有電容，或者，每個單元結(jié)構(gòu)的每條邊的鏤空圖案與地之間焊接有電容，從而將電阻和電容并聯(lián)，以進(jìn)一步小型化整個吸波器。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。