[发明专利]一种紧凑型宽带柔性微带天线

说明书

本发明提出了一种紧凑型宽带柔性微带天线，在保证辐射方向图方向性的前提下，实现小型化，包括上下层叠的第一介质板和第二介质板，该两个介质板均采用柔性材料，其中第一介质板的上表面印制有第一辐射贴片，该第一辐射贴片采用在四个边的中心位置各设置有矩形缺口的Minkowski分形结构，且四个矩形缺口的尺寸相同，其中第一辐射贴片的几何中心与第一介质板和第二介质板的几何中心共轴，第二介质板的上表面印制有第二辐射贴片和与该贴片连接的微带馈电线，下表面印制有辐射地板。本发明有效抑制了辐射方向图的恶化，实现小型化，可应用于射频识别、雷达及无线通信。

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种紧凑型宽带柔性微带天线，可用于射频识别、雷达及无线通信在宽频带内电磁波的接收和发射。

背景技术

近年来，柔性天线由于其低成本，体积小，节省空间，易集成和设计的灵活性等优点在无线通信领域引起广泛关注，使柔性天线成为当前研究热点。喷墨技术作为一种高效的电子电路制作方法，由于其具有无接触、无压力的特点，并且制作周期短，良好的生产多功能性和低成本，在柔性天线设计中有广泛的应用潜能。

无线通信技术发展的同时，移动通信设备的集成度越来越高，对元器件的尺寸要求和与设备的集成度要求也越来越严格，天线作为移动通信设备前端的重要元器件，其小型化和高集成度的要求也日益凸显。在过去的几十年中，微带天线由于其平面结构，低剖面和易与电子设备集成等优点，获得了相当的关注，微带天线的带宽是指天线在能满足设计指标要求的频率范围内的主要性能参数，如输入阻抗、方向图、增益、主瓣宽度和副瓣电平等，一般情况下，天线性能参数是随频率而变化的。

然而传统的微带天线由于阻抗带宽比较小，体积偏大，从而限制了微带天线的应用范围，使其无法在多个平台使用，也无法在一个平台多频段使用。增加带宽简单有效的方法是增加介质的厚度和降低基片的相对介电常数值，但是介质厚度过大会引起表面波的明显激励，增加天线体积，并可能会在厚度方向激发一些高次模，这会降低辐射效率，使辐射方向图恶化，并对馈电带来一些问题。当微带天线的介质基板的厚度只有0.005的工作波长时，微带天线的工作频率几乎集中一个频点上，也很难实现宽带微带天线。因此如何在实现微带天线小型化的前提下有效提高天线的阻抗带宽是一个亟待解决的关键问题。

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，利用微带线或同轴线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。例如申请公布号为CN 106816713 A，名称为“小型化宽带微带天线”的专利申请，公开了一种小型化宽带微带天线天线，辐射阵列位于上层介质基板上表面，并通过上层介质板上的金属化过孔与金属地板连接，微带馈线位于下层介质基板的下表面，并与馈电点相连，金属地板上蚀刻有矩形缝隙，通过该矩形缝隙耦合馈电到辐射阵列。该发明采用多层结构，辐射贴片为阵列形式，有效增加了天线的阻抗带宽，但是为了保证辐射方向图的方向性，降低其副瓣，所选介质板厚度太大，导致了天线的整体尺寸偏大，达到了40.2mm×28mm×4mm，使得该天线小型化程度不够，并且不易与设备集成。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种紧凑型宽带柔性微带天线，在保证辐射方向图的方向性的前提下，实现小型化。

一种紧凑型宽带柔性微带天线，包括上下层叠的第一介质板2和第二介质板4，该两个介质板均采用柔性材料；所述第一介质板2的上表面印制有第一辐射贴片1，该第一辐射贴片1采用Minkowski分形结构；所述第二介质板4的上表面印制有第二辐射贴片3和与该贴片连接的微带馈电线5，下表面印制有辐射地板6。

上述一种紧凑型宽带柔性微带天线，所述第一介质板2采用光刻胶材料，且其整体尺寸小于第二介质板4的整体尺寸。

上述一种紧凑型宽带柔性微带天线，所述第一辐射贴片1，采用四个边的中心位置各设置有矩形缺口的矩形结构，四个矩形缺口的尺寸相同，且该贴片的几何中心与第一介质板2的几何中心共轴。