[发明专利]一种具有高效率高增益的双频段电小天线

说明书

本发明公开一种具有高效率高增益的双频段电小天线。本发明包括介质基板、等效地端、短共面波导、馈电端口、适当延伸的馈电小棒、成对的拓展枝节；在介质基板的正面部分区域铺设金属作为等效地端，接着在等效地端的上边沿中间挖出一定深度的槽作为短共面波导，用来调节天线阻抗匹配，然后从短共面波导处适当延伸出一个馈电小棒，在馈电小棒两侧对称的位置放置成对的SRR结构。该电小天线通过在传统天线上加载成对的SRR结构，一方面减小天线的高度，实现小型化；另一方面克服了传统电小天线低辐射阻抗的缺点，提高了电小天线的辐射效率和增益。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种具有高效率高增益的双频段电小天线，改善片上双频段电小天线的辐射效率、辐射电阻和辐射方向。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，手机等通讯设备的体积变的越来越小，射频识别(RFID)的发展应用越来越成熟，作为这些应用的关键元件之一的天线也在朝着小型化方向发展。但是传统电小天线存在一些固有缺陷：

1、辐射效率低。由于电小天线电尺寸很小，因此其辐射电阻将降低，假定天线本身不存在损耗，尽管其辐射电阻降低，总可以通过适当办法消除天线的输入电抗成分，并变换其电阻为适当的数值使其与发射机或接收机匹配，从而有效完成能量转换功能。但遗憾的是，不仅天线本身存在热损耗，而且匹配电路也会引入损耗。当天线的辐射电阻很低时，这些损耗就会更加突出，从而降低了天线的辐射效率，因此对小天线来说，辐射效率低是其突出的问题。

2、工作频带窄。既然小天线相当于电容或电感，并且其电阻成分低，亦即其具有一定的高品质因数Q，而Q值反比于带宽，因此小天线的工作频带比较窄，这就意味着工作频带宽度也是在设计小天线中应当重视的问题。

提高电小天线辐射效率和增益的途径有：

1、提高辐射电阻，例如在天线结构中引入金属条，但这会引入一定的容感性，从而引起阻抗失配；

2、保证功率有效馈送到天线上，减少天线邻近物体及地面条件变化对天线的影响，例如在馈线端加入巴伦或者加入π型匹配电路，但这会增加成本且匹配级容易带来损耗，何况天线在实际应用中自身所处的环境并非理想。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述所提到的困难，正视挑战，克服电小天线低辐射阻抗和低辐射效率的缺点，满足无线通信设备对天线所提出的小型化，高增益，高效率的要求，提出了一种高辐射阻抗、效率及增益的片上双频段电小天线。

本发明包括介质基板(1)、等效地端(2)、短共面波导(6)、馈电端口(7)、适当延伸的馈电小棒(5)、成对的SRR拓展枝节；

在介质基板(1)正面上端留有部分空白区域作为天线系统的铺设区域，剩余下端区域铺设金属层，该金属层作为等效地端(2)。等效地端(2)靠近天线系统的铺设区域端中间挖有一定深度的槽作为短共面波导(6)，通过参数扫描得到合适的尺寸，用来调节天线阻抗匹配；

天线系统主要由两部分组成，一部分是从短共面波导(6)处适当延伸出的馈电小棒(5)，在等效地端(2)和馈电小棒(5)之间部分作为馈电端口(7)；另一部分是位于馈电小棒(5)两侧的四根SRR拓展枝节。

第一SRR拓展枝节(3-1)与第二SRR拓展枝节(3-2)关于馈电小棒(5)镜像对称，且结构大小相同。

第三SRR拓展枝节(4-1)与第四SRR拓展枝节(4-2)关于馈电小棒(5)镜像对称，且结构大小相同。

第一SRR拓展枝节(3-1)、第三SRR拓展枝节(4-1)均为向右翻转90°的L形结构，其中一端与等效地端(2)边沿垂直连接。

第二SRR拓展枝节(3-2)、第四SRR拓展枝节均为向左翻转90°的水平翻转后L形结构，其中一端与等效地端(2)边沿垂直连接。