[发明专利]一种基于左手媒质的圆矩环复合极子天线

说明书

技术领域

本发明属于微型天线领域，具体涉及一种基于左手媒质的圆矩环复合极子天线。

背景技术

左手媒质是20世纪90年代末期出现的一种新型周期结构的人工电磁媒质。它同时具有介电常数和磁导率都为负的双负材料， 即当电磁波在这种介质材料中传播时，电场、磁场和波矢遵从左手法则，所以被称为左手材料 (或称负折射材料)。它作为一种新型的人工电磁材料，近年来引起了人们极大的研究兴趣 。早在1968年，V.G.V eselageo就从理论上研究了LHM中的反常电磁现象；2000年Smith等人在实验室首次制造出了微波段的负折射率介质。左手媒质的反常电磁特性展现了它在光与电磁波领域潜在的重要应用价值。

非左手材料复合极子天线，增益低、频带窄、反射系数高、回波损耗高，故天线性能表现差，抗干扰能力弱。而左手材料复合极子天线，增益高、回波损耗低、反射系数低，其中圆矩谐振环增加了磁导率，金属条增加了天线介质的介电常数，而且圆矩谐振环通过很薄的左手材料将复合极子天线包围起来，可使复合极子天线的辐射阻抗由容性向感性转变，相当于在复合极子天线和空间之间增加了匹配网络，可以增大复合极子天线辐射效率而减小电抗。

发明内容

本发明主要提供一种基于左手媒质的圆矩环复合极子天线，在特定范围内会大大加强电磁波共振强度，使得该结构对电磁能量的局域化程度有明显的提高，天线增益明显增大，并表现为较低的回波损耗。

本发明的技术方案：一种基于左手媒质的圆矩环复合极子天线，包括上层介质基板、下层介质基板、复合极子天线、圆矩谐振环和金属条，所述上层介质基板的背面和下层介质基板的正面贴合在一起，所述复合极子天线为条形结构，分为前端、中端和末端，安装于所述上层介质基板上，且其长度小于所述上层介质基板的长度；所述上层介质基板上设有6个圆矩谐振环，以2×3的排列固定在所述复合极子天线的末端一侧，所述复合极子天线通过金属条与每个圆矩谐振环相连；所述下层介质基板的正面设有6个圆矩谐振环，其位置与上层介质基板正面圆矩谐振环的位置完全相对；所述下层介质基板背面安装一层金属接地板。

进一步，所述圆矩谐振环由一个矩形开口环和一个圆形开口环组成，所述圆形开口环不接触的位于所述矩形开口环的内部，所述矩形开口环与圆形开口环的开口方向相反。

进一步，所述复合极子天线的末端与所述上层介质基板的边缘有一定间隔。

进一步，所述任一圆矩谐振环的所述矩形开口环与圆形开口环的开口连线与所述复合极子天线平行，所述矩形开口环的开口相对侧与所述金属条相连。

进一步，所述上层介质基板和下层介质基板的长度和宽度分别相同，且上层介质基板的厚度小于下层介质基板的厚度。

进一步，所述上层介质基板的相对介电常数大于下层介质基板的相对介电常数。

本发明的有益效果是：圆矩谐振环增加了磁导率，金属条增加了天线介质的介电常数，而且圆矩谐振环通过很薄的左手材料将复合极子天线包围起来，可使复合极子天线的辐射阻抗由容性向感性转变，相当于在复合极子天线和空间之间增加了匹配网络，可以增大复合极子天线辐射效率而减小电抗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是圆矩环复合极子天线上层结构示意图；

图2是圆矩环复合极子天线下层结构示意图；

图3是圆矩环复合极子天线圆矩谐振环结构示意图；

图4是圆矩环复合极子天线金属条结构示意图；

图5是圆矩环复合极子天线回波损耗示意图；

图6是圆矩环复合极子天线驻波比示意图；

图7是圆矩环复合极子天线反射系数示意图；

图8是圆矩环复合极子天线增益示意图。

图中：1-上层介质基板，2-下层介质基板，3-圆矩谐振环，4-复合极子天线，5-金属条。

具体实施方式