[发明专利]应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于人体通信系统的多功能双频双极化天线。属于无线通讯设备制造的技术领域。

背景技术

近年来，人体通信系统受到广泛关注。在人体通信系统中，所有的终端设备分别位于人体的表面或人体内部。为了能够有效工作，上述终端必须能同时建立三种通信链路：人体表面与外部通信系统间的链路、人体表面间的通信链路、人体表面与人体内部的通信链路。因此，上述三种通信链路就需要有与之功能相适应的辐射方向图。如，人体表面与外部通信系统间的链路就需要具有单向(与人体表面垂直并向外)的辐射方向图；而人体表面间的通信链路则需要沿人体表面全向的辐射方向图。终端设备能同时实现上述辐射方向图正是所希望的，但目前对这方面的研究较少。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线，该天线结构简单，尺寸小、具有低剖面，并能同时实现全向和单向两种形式的辐射方向图功能。

技术方案：本发明提出的是一种应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线，该天线包括介质基片、位于介质基片上下表面的环状间断贴片、位于介质基片上表面中心的圆形贴片，位于介质基片下表面中心的接地板、同轴探针；其中，同轴探针的外导体与接地板端接，同轴探针内导体的一端穿过介质基片接圆形贴片，另一端从接地板接出，采用同轴探针馈电；圆形贴片与环状间断贴片接地板同圆心。

所述的环状间断贴片的内半径r_a与外半径r_b的比，即r_a：r_b＝1：1.2

环状间断贴片由多个环状贴片沿圆环周期分布构成。

上下表面的环状间断贴片沿周向相差半个周期。

有益效果：与已有的可实现全向辐射方向图的单极振子类或其变形天线相比，本发明的可实现人体通信系统的双频双极化天线，纵向尺寸只有前者的1/20；其次，圆形贴片位于环状间断贴片中心使得结构更加紧凑；再者由于环状间断贴片激励的是水平极化，而圆形贴片激励的是垂直极化，因此两端口间的隔离得到改善。印刷与介质基片上下表面的环状间断贴片通过在周向上错开半个周期从而构成具有磁导率为负的传输线。由此传输线构成的环状间断贴片周向电流更加均匀，克服了普通环天线电流不均匀的缺点，从而实现水平面全向方向图。本发明通过激励不同的模式从而能同时实现全向和单向两种形式的辐射方向图功能，满足人体通信系统的要求。

附图说明

图1是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线的总体结构示意图；

图2是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线的总体结构的顶视图；

图3是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线的总体结构的底视图；

图4是本发明提供的用于人体通信系统的多功能双频双极化天线在设计频率f₁＝2.4GHz上水平面方向图；

图5是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线在设计频率f₂＝5.8GHz上垂直面的XOZ面方向图；

图6是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线在设计频率f₂＝5.8GHz上垂直面的YOZ面方向图；

图7是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线的两端口回波损耗图；

图8是本发明提供的应用于人体通信系统的多功能双频双极化天线的两端口隔离图；

以上的图中有：介质基板1、环形间断贴片2、圆形贴片3、接地板4、同轴探针5。其中r_a、r_b分别为环形间断贴片的内外半径，r_p为圆形贴片的半径，r_g为圆形接地板的半径，α为环状间断贴片一个周期里金属部分的张角，β为环状间断贴片一个周期的张角。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行说明。

本发明提供的一种应用于人体通信系统的同时具有全向和定向辐射方向图的双频双极化天线，该天线包括介质基片1、位于介质基片1上下表面的环状间断贴片2、位于介质基片1上表面中心的圆形贴片3，位于介质基片1下表面中心的接地板4、同轴探针5；其中，同轴探针5的外导体与接地板4端接，同轴探针(5)内导体的一端穿过介质基片1接圆形贴片3，另一端从接地板4接出，采用同轴探针馈电；圆形贴片3与环状间断贴片2接地板4同圆心。