[发明专利]一种基于铁氧体基板的小型化多频天线

说明书

本发明公开了一种基于铁氧体基板的小型化多频天线，其特征在于，包括：介质基板、馈线、辐射贴片、馈线H缝隙、背面地板、SRR结构、背部缝隙组、第一背面直角缝隙和第二背面直角缝隙，本发明实现在保障无源天线的辐射效率、定向性及天线增益的指标情况下，还具有多个工作频带以及小型化的特点。

技术领域

本发明属于微带天线技术领域，具体涉及一种基于铁氧体基板的小型化多频天线。

背景技术

微带天线因其剖面低、体积小、易加工等优点，被广泛应用在无线通信的小型化场景中，然而，传统的介质基板制作的小型化微带天线已经难以满足日益高度集成化的设备所给的空间。磁性和介电性是众多电子元器件工作所利用的两个主要的物理性能，在如今微波器件对于小型化的研究主要集中在器件结构的创新和先进的制造、封装技术。对于高频器件的介质的研究非常少，而对于铁氧体这样既有介电性和磁性的材料则研究的更少。如今在其他方面研究已经达到瓶颈，通过介质实现小型化的研究显得空前重要起来。

人工电磁材料的使用可以使材料的电磁参数人为的改变，使用周期性的人工电磁材料单元可以制作出所需要的介电常数和磁导率的介质，甚至实现自然界所没有的负介电常数和负磁导率的材料。复合左右手传输线概念的提出可以让加入左手结构的天线抽象为等效电路来分析其传输特性。复合左右手材料的使用可以改变天线的辐射相位、辐射效率、定向性等远场特性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于铁氧体基板的小型化多频天线，在保障无源天线的辐射效率、定向性及天线增益的指标情况下，还具有多个工作频带以及小型化的特点。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于铁氧体基板的小型化多频天线，包括：介质基板、馈线、辐射贴片、馈线H缝隙、背面地板、SRR结构、背部缝隙组、第一背面直角缝隙和第二背面直角缝隙；

所述介质基板的正面上设有馈线、辐射贴片和SRR结构；

所述馈线的一端延伸至介质基板边缘，其另一端与辐射贴片连接，所述馈线上设置有两个馈线H缝隙；

所述背面地板紧贴介质基板的背面；

所述第一背面直角缝隙和第二背面直角缝隙分别位于背面地板的两个相对的直角处；

所述背部缝隙组位于背面地板另外两个直角的对角线上。

进一步地：SRR结构包括：第一开口金属环和第二开口金属环；

所述第二开口金属环位于第一开口金属环内；

所述第一开口金属环的半径为r₂，所述第二开口金属环的半径为r₁；其中，r₁＝4.5mm，r₂＝7mm。

进一步地：介质基板为未极化、不加磁偏的CoZnCuW型铁氧体基板，其介电常数为15.3，其磁导率为10.1，其介电损耗为0.007，其磁损耗为0.02，其长宽均为w₁，厚度为1.6mm，其中，w₁＝50mm。

上述进一步方案的有益效果为：由于辐射贴片长度的平方与其材质的磁导率成反比，采用磁导率相比于其他电学材料较大的铁氧体基板，使得辐射贴片长度尽可能地缩短，进而使得天线尺寸小型化。

进一步地：馈线的宽度为w₂，其长度为l₆，其中，w₂＝3.04mm，l₆＝22mm。

进一步地：馈线H缝隙包括：第一馈线H缝隙和第二馈线H缝隙；

所述第一馈线H缝隙和第二馈线H缝隙的结构相同，均包括：第一竖向缝隙、第二竖向缝隙和横向缝隙；