[发明专利]一种加载高介电覆铜介质的小型化超宽带天线

说明书

本发明公开了一种加载高介电覆铜介质的小型化超宽带天线，其特征在于，包括：介质基板、共面波导馈电金属层和高介电材料；所述介质基板为长方体，其两个底面为正方形；所述介质基板的一面与共面波导馈电金属层紧密贴合；所述共面波导馈电金属层包括：第一长方形天线地板、第二长方形天线地板、第三长方形天线地板、第四长方形天线地板、第五长方形天线地板、中央馈电线、第一长方形调节枝节和第二长方形调节枝节；解决了现有高介电常数的材料难以在实现天线的小型化的同时覆盖全球的UWB频段的问题。

技术领域

本发明属于微带天线领域，具体涉及一种加载高介电覆铜介质的小型化超宽带天线。

背景技术

近年来，无线通信和物联网技术发展迅速，超宽带无线通信技术(UWB)已经成为关注热点，随着无线通信设备都在往小型化方面发展，而射频天线又是无线通信模块中体积最笨重的，收发信号最关键的元件，针对其小型化以及高性能的迫切需求已经成为无线通信系统中的关键问题。

在传统工艺中，利用常用的介质材料作为基板，针对超宽带天线的设计，都面临着天线尺寸大的设计瓶颈。微带天线的尺寸与波长成正比，电磁波在介质内的有效波长为其小型化因子基于上诉理论也发展出了采用高介电常数的陶瓷材料作为天线基板来实现小型化的方法。但采用高介电常数的陶瓷材料来设计天线也存在着诸多缺陷，因为微带天线的带宽本身较窄，而采用高介电常数材料来实现天线小型化，将在介质区域内加大对电磁波的束缚，造成天线工作带宽进一步变窄，天线性能明显降低，使得天线的阻抗匹配情况恶化。由此可见，直接采用现有高介电常数的材料难以在实现天线的小型化的同时覆盖全球的UWB频段(3.1～10.6GHz)。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种加载高介电覆铜介质的小型化超宽带天线解决了现有高介电常数的材料难以在实现天线的小型化的同时覆盖全球的UWB频段的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种加载高介电覆铜介质的小型化超宽带天线，包括：介质基板、共面波导馈电金属层和高介电材料；

所述介质基板为长方体，其两个底面为正方形；

所述介质基板的一面与共面波导馈电金属层紧密贴合。

进一步地：所述共面波导馈电金属层包括：第一长方形天线地板、第二长方形天线地板、第三长方形天线地板、第四长方形天线地板、第五长方形天线地板、中央馈电线、第一长方形调节枝节和第二长方形调节枝节；

所述第一长方形天线地板一端与第二长方形天线地板一端的侧边连接；

所述第二长方形天线地板另一端的侧边与第三长方形天线地板的一端连接；

所述第三长方形天线地板的另一端与第四长方形天线地板一端的侧边连接；

所述第四长方形天线地板另一端的侧边与第五长方形天线地板的一端连接；

所述第一长方形天线地板另一端和第五长方形天线地板另一端之间设有开口；

所述第一长方形天线地板、第二长方形天线地板、第三长方形天线地板、第四长方形天线地板和第五长方形天线地板构成带开口的“回型”金属层；

所述中央馈电线为长方形，并从“回型”金属层的开口延伸至第一长方形调节枝节的一端，中央馈电线与第一长方形调节枝节之间设有间隙；

所述第一长方形调节枝节的另一端与第二长方形调节枝节一端的侧边连接；

所述第二长方形调节枝节另一端伸入第四长方形天线地板；

所述高介电材料为长方体，其两底面均为正方形，其设置于第一长方形调节枝节一端的上方；

所述高介电材料的一个底面紧贴第一长方形调节枝节，其另一个底面覆有铜皮；