[发明专利]一种小型化分形宽带天线

说明书

本发明提出了一种小型化分形宽带天线，在保证其高增益的前提下，实现了天线的小型化和宽频带，包括上下间距4mm的第一介质基板和第二介质基板，该两个介质基板均采用FR_4材料，其中第一介质基板的上表面印制有9个均匀分布的条状正六边形辐射铜薄片，第二介质基板的上表面印制有分形辐射铜薄片和三个带状微带馈电铜薄片，下表面印制有辐射接地铜薄片，辐射接地铜薄片的中心位置有圆环缝隙，其中9个正六边形辐射铜薄片、第一介质基板、第二介质基板和分形辐射铜薄片的几何中心共轴。本发明实现了天线的小型化和宽频带，可应用于无线通信、射频识别和微波能无线传输等领域。

技术领域

本发明属于天线结构领域，具体涉及一种小型化分形宽带天线。

背景技术

随着电子科学技术的飞跃式发展，无线通信技术及其衍生品在现实生活中的应用已经越来越广泛。随着技术的不断提高，对无线通信中必不可少的天线提出了更高的要求以及严格的参数指标。同时在电子装备技术不断向前发展的今天,无论是民用无线通信装备还是军用的无线通信装备中,在通信高质量化的前提条件下,要求无线通信系统同时具有宽频带与小型化的性能,因此近些年来天线领域的研究热点一直聚焦于小型化宽带天线。伴随着人们对天线尺寸、接收效率等指标要求的不断提出,越来越多新型的天线应运而生,微带天线就是其中之一。微带天线有其显著的特点,如重量小,剖面低、结构紧凑等。另一方面,微带天线与其他种类天线相比,也有其自身的一些缺点,比如增益较低等。

带宽和增益是决定天线性能的两个最基本的因素,宽带特性有利于天线适用于更多场合,高增益特性有利于节约信号传输所需的能量。宽频带,可使得天线辐射信号的传输速率高,系统容量大,同时也可以提高抗多径干扰的能力高增益,可大大减小发射信号的功率,同时也可以大大增加信号传输的距离。

但是现有的技术存在以下的不足：

1、现有技术中无法做到对天线接收到的能量进行最佳状态的处理，使得其以高增益能量传输。

2、现有技术中的天线的结构过于单一，无法提供较宽的通频带，使得天线的性能无法达到最佳状态。

3.现有技术中难以达到实现天线的小型化与集成化。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单且设计合理的小型化分形宽带天线，该天线较其它天线而言拥有的更小的尺寸、相对较低的回波损耗、更大的宽频带和较高的增益。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种小型化分形宽带天线，其特征在于包括上下间距4mm的第一介质基板和第二介质基板，该两个介质基板均采用FR_4材料；所述第一介质基板的上表面印制有9个均匀分布的条状正六边形辐射铜薄片；所述第二介质基板的上表面印制有分形辐射铜薄片、50Ω微带馈电线、带状微带馈电铜薄片一和带状微带馈电铜薄片二，下表面印制有辐射接地铜薄片，辐射接地铜薄片的中心位置有圆环缝隙。所述9个正六边形辐射铜薄片、第一介质基板、第二介质基板、分形辐射铜薄片和辐射接地铜薄片的几何中心共轴。

第一介质基板上表面的9个均匀分布的条状正六边形辐射铜薄片具体设计步骤如下,以所述第一介质基板上表面中心位置为原点建立平面直角坐标系，在坐标原点设计正六边形薄片一，并设计半径小于正六边形一的正六边形薄片二，将正六边形薄片一与正六边形薄片二作相减操作得到条状正六边形一，将所述条状正六边形一沿x轴正方向平移第一介质基板边长三分之一的距离得到条状正六边形二，将所述条状正六边形一沿x轴负方向平移第一介质基板边长三分之一的距离得到条状正六边形三，将所述条状正六边形一、条状正六边形二和条状正六边形三分别复制并沿y轴正方向平移第一介质基板边长三分之一的距离得到条状正六边形四，条状正六边形五和条状正六边形六，将所述条状正六边形一、条状正六边形二和条状正六边形三分别复制并沿y轴负方向平移第一介质基板边长三分之一的距离得到条状正六边形七，条状正六边形八和条状正六边形九。