[实用新型]一种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线

说明书

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线。

背景技术

大自然中，所有材料的介电常数和磁导率都为正，这类材料亦被称作符合右手定则材料（RHM），原因是通过该材料电磁场的电场矢量、磁场矢量、波矢量成右手定则。但是，负介电常数和负磁导率材料可以通过人工制作而成，人们称之为左手媒质或左手材料（LHM）。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.Veselageo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LHM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。

E.Yablonovitch和S.John于1987年提出光子晶体的概念，光子晶体是指折射率在空间呈周期性分布的结构，电磁波在该晶体内部传输的特性类似于电子在半导体晶体中的运动特性，故又称为光子晶体或电磁晶体，当电磁波入射电磁(光子)晶体时，在某一频率范围可以禁止电磁波传播,该频率范围称为频率禁带，简称为禁带。1989年Yablonovitch与Gmitte率先制作了由九层苯乙烯板构成的具有8000个“原子”的光子晶体，并在6.5GHz的微波频段上观察到了一个超过2GHz的禁带，这一特性使得电磁(光子)晶体已应用到微波电路、天线等许多方面。

异质结由两块不同的二维光子晶体组成，其界面处的畸变性可产生局域电磁模和相应的传导模，并将此特性应用到普通贴片天线组合形成新的多层复合异质结构左手媒质体系，可以较好改善天线的性能。

本实用新型通过对一种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线体系的研究，得到对应的性能参数，运用NRW方法算出这种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线等效折射率。研究结构表明，这种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线在某一频率附近，电磁能量的局域化程度有了明显的提高，对比普通的贴片天线，增益明显增大，并表现为较低的回波损耗。

实用新型内容

本实用新型主要提供一种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线，在某频率范围内，加强了电磁波共振强度，提高了电磁能量的局域化程度，从而降低天线的回波损耗，增大了增益。

实现本实用新型的技术方案：一种多层复合异质结构左手材料网格状贴片天线，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)、方形金属谐振环(9)、宽金属条(10)、“工”形金属谐振环(11)、细金属条(12)、金属接地框(13)、金属条(14)、激励源，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)依次叠加，复合贴片天线(7)由网格状金属辐射片(5)和微带馈线(6)连接组成，复合贴片天线(7)固定在第一层介质基板(1)的正面，螺旋金属线(8)与方形金属谐振环(9)周期性交叉排列在网格状金属辐射片(5)的网格内，两根宽金属条(10)固定在第一层介质基板(1)的边缘，第二层介质基板(2)与第四层介质基板(4)结构相同，正面都固定有细金属条(12)和周期性交叉排列的方形金属谐振环(9)与“工”形金属谐振环(11)，细金属条(12)嵌在方形金属谐振环(9)与“工”形金属谐振环(11)间，第三层介质基板(3)正面固定有螺旋金属线(8)、方形金属谐振环(9)，其排布与第一层介质基板(1)的螺旋金属线(8)和方形金属谐振环(9)的排布相同，细金属条(12)嵌在螺旋金属线(8)和方形金属谐振环(9)间，第四层介质基板(4)的反面固定有金属接地框(13)，金属接地框(13)的矩形框内嵌入金属条（14），激励源通过金属导线一端与微带馈线(6)相连，一端与金属接地框(13)相连，激励源通过微带馈线(6)给网格状金属辐射片(5)馈电。