[发明专利]一种紧凑型多频带天线

说明书

本发明属于无线移动通信领域，具体涉及一种紧凑型多频带天线。本发明由介质基板、微带传输线、第一弓形辐射单元、第二反形辐射单元、第三C形辐射单元、第四反C形辐射单元、以及接地面组成。第一弓形辐射单元和第二反形辐射单元采用弓形多次弯折结构，第三C形辐射单元和第四反C形辐射单元采用C形弯折结构。本发明采用微带传输线馈电，辐射单元采用直接馈电和间接馈电相结合的方式，采用多次弯折对称结构和多单元的一体化设计，实现了天线的多频带，小型化的设计，本发明所设计的紧凑型多频带天线具有剖面低、尺寸小、成本低、易集成、可加载电抗元件等特点，可广泛应用于各种无线移动通信设备中。

技术领域

本发明属于无线移动通信领域，具体涉及一种紧凑型多频带天线。

背景技术

随着人们生活水平的逐渐提高，对于电子产品的依赖性也越来越强，手机、电脑、平板电脑等移动通信设备越来越广泛的应用于人们的日常生活当中。并且随着科技的进步，制作工艺的更加稳定与成熟，移动通信设备的小型化已经成为一种发展趋势，对于连接移动通信设备内部元器件与外部环境的关键设备的天线也提出了更高的要求，小型化、集成化、宽带化、多频带等方向的发展将是今后天线设计的趋势。在无线局域网(WLAN)、全球微波无线互联网(WiMAX)等无线移动通信系统中通常需要采用多频带天线，早期的多频带天线常常采用多天线技术，但是由于在有效的空间内放置多副天线会使天线之间存在严重的干扰，很大程度上的影响了天线的性能以及通信系统的通信质量，所以在单个天线上实现多频带已经成为了重要的研究课题，这样就会减少天线的使用数量，从而避免天线之间的耦合，减少它们之间的相互干扰，从而提高通信质量。通信系统中天线具有多频带特性，这样不仅能够有效的简化系统的结构、降低设备系统的体积，同时也进一步促进了天线的小型化。在必须考虑重量、体积、成本、特性要求等的高性能飞机、卫星、雷达等应用中，根据空气动力学的原理，只有具有剖面低、易于集成、易于加工的天线才易于在这些高速运动的载体表面上共形，从而使微带天线在这些领域中具有广泛的应用前景。并且在军事领域中，微带天线已大量应用于100MHz-100GHz的宽广频域上的无线电设备中，例如卫星通信、导弹遥测遥控、电子对抗、武器引信等无线电系统。

Jaume Anguera等人在2017年提出一种MIMO多频带天线，该天线由四个天线单元组成，可以工作在824MHz-960MHz和1710MHz-2400MHz的频带内，但是由于该天线由多个天线单元组成，天线单元之间存在耦合影响了天线的性能，并且使天线具有较大的尺寸，不易于集成。Arvind Kumar,P.V.Naidu和Vinay Kumar三人在2017年提出一种微带三频带天线，该天线可以覆盖2.4/5.2/5.8GHz的WLAN频段和2.5/3.5/5.5GHzWiMAX频段。该天线为非对称共面馈电结构，由50Ω的馈线、三个枝节构成天线的主结构以及非对称的共面接地板组成。该天线的三个枝节分别为L形枝节，菱形环状枝节以及B形枝节，三个枝节分别形成了三个频带。但是该天线的阻抗匹配情况较差，并且前两个频带的带宽较窄。Kai Yu等人于2017年提出两种可以应用于WLAN和WiMAX频段的多频段微带天线，第一种天线采用超材料技术设计而成，将互补开环谐振器(CSRR)加载到介质基板背面，位于接地板上方，并将它们设置在贴片周围，从而可以实现双频带特性。第二种天线将互补开环谐振器设置在矩形辐射天线单元上，从而实现多频带特性。

综上所述，目前已有的天线设计方案存在以下问题：

问题1：若天线由多个天线单元组成，则天线单元之间存在耦合影响了天线的性能，并且天线具有较大的尺寸，不易于集成，目前对于紧凑型天线的研究较少；

问题2：天线的阻抗匹配情况较差，并且只能实现双频带，频带带宽较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多频带、小型化的紧凑型多频带天线，本发明采用微带传输线102馈电，辐射单元采用直接馈电和间接馈电相结合的方式，以及采用多次弯折对称结构和多单元的一体化设计，以实现天线的多频带，小型化的设计。