[发明专利]一种具有陡峭边沿选择特性的近场天线

权利要求书

1.一种具有陡峭边沿选择特性的近场天线，其特征在于，包括依次层叠的金属地板、介质板和辐射层，还包括第一金属柱组；

所述辐射层包括M个同心的金属环、N个辐射器以及用于向辐射器馈电的信号输入端；所述辐射器均匀分布在所述信号输入端周围；所述辐射器均位于所述金属环内；所述第一金属柱组的组数与所述金属环的数目匹配，所述金属环通过所述第一金属柱组与所述金属地板相接；所述第一金属柱组由贯穿介质板的间距为R的第一金属柱组成；

所述辐射器由辐射强区和辐射弱区构成，所述辐射强区位于所述信号输入端与所述辐射弱区之间；所述辐射强区由蛇形延伸的第一微带构成；所述辐射弱区由第一集总元件、第二集总元件和蛇形延伸的第二微带构成，所述第二微带的两端分别通过第一集总元件、第二集总元件与所述金属地板连接；所述第一微带的一端与所述信号输入端相接，另一端与第一点相接；所述第一点为所述第二微带与所述第一集总元件的相交点；

所述第一微带包括至少两段第一弯折部和至少两段第一弧形部，所述第一弯折部和所述第一弧形部交替连接；所述第一弧形部均为同心圆弧，相邻两第一弧形部之间的间距为B；

所述第二微带包括至少一段第二弯折部和至少一段第二弧形部；所述第二弧形部为与所述第一弧形部同心的圆弧，圆弧对应的圆心落在所述辐射层的中心部位；所述第一弧形部的弧长均小于等于与第一点相邻的所述第二弧形部的弧长；相邻的所述第二弧形部和所述第一弧形部之间的间距为C；所述辐射强区的特征阻抗与所述辐射弱区的特征阻抗相等；

所述辐射层还包括功分网络，所述信号输入端位于所述功分网络上，所述辐射器均匀分布在所述功分网络四周，所述信号输入端通过所述功分网络与所述第一微带连接；沿着功分网络指向第一点的方向，所述第一弧形部的弧长逐步增大；

所述功分网络为四功分网络，所述信号输入端位于所述辐射层的中心；所述四功分网络由一个第一威尔金森功分器和两个第二威尔金森功分器构成；所述第一威尔金森功分器设置有矩形微带，所述信号输入端通过所述矩形微带与所述第一威尔金森功分器连接；所述第一威尔金森功分器通过所述第二威尔金森功分器与所述第一微带连接；所述功分网络关于所述矩形微带呈镜像对称；所述第一威尔金森功分器上设置有第一隔离电阻，所述第二威尔金森功分器上设置有第二隔离电阻；

相邻两辐射强区之间的间隙宽度为A，相邻两金属环之间的间隙为F，近场天线的中心工作频率波长为λ，其中，M为自然数，0F≤0.1λ，N=4，2≤M≤5，0＜R≤0.05λ，0＜A≤0.05λ，0.01λ≤B≤0.05λ，0.01λ≤C≤0.05λ。

2.如权利要求1所述的具有陡峭边沿选择特性的近场天线，其特征在于，所述第一微带的长度为D，宽度为d；所述第二微带的长度为E，宽度为e，其中，2λ≤D≤3λ，0.5mm≤d≤5mm，1.5λ≤E≤2.5λ，0.1mm≤e≤3mm。

3.如权利要求2所述的具有陡峭边沿选择特性的近场天线，其特征在于，所述金属环由首尾相接的第三微带构成，所述第三微带的长度为a，宽度为b，其中，3λ≤a≤4λ，0.1mm≤b≤5mm。

4.如权利要求3所述的具有陡峭边沿选择特性的近场天线，其特征在于，还包括均贯穿所述介质板的第二金属柱和第三金属柱；所述第一集总元件通过所述第二金属柱与所述金属地板连接，所述第二集总元件通过所述第三金属柱与所述金属地板连接；所述金属环呈矩形状，所述第二集总元件位于所述金属环的直角旁；所述介质板的厚度为H，介电常数为ε，其中，0.4mm≤H≤3mm，4.2≤ε≤4.7。