CN101345346B - 一种可用于手机双频工作的新型微带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微带天线，特别是一种可同时工作在零阶和一阶模式下的左右手复合微带天线。其包括金属接地板，介质基板，金属贴片，金属过孔，同轴馈头。其中位于微带单元上的金属过孔实现电感作用，通过调节微带线的单元参数，将其零阶和一阶模式电磁波的工作频率分别控制在手机的900MHz和1800MHz工作频率附近，可以实现一种结构简单，尺寸不依赖于谐振波长的新型双频微带天线。
Description
技术领域 本发明涉及一种新型微带天线，特别是一种可同时工作在零阶和一阶模式下的左右手复合微带天线。
技术背景 目前，使用比较广泛的内置手机天线是一种基于微带天线的倒F结构天线，这种倒F结构是一种波长谐振型天线，也就是说只有在倒F结构的两个谐振边长度必须和900MHz的或者1800MHz的电磁波波长满足一定的比例关系时，这种倒F结构天线才能成为一种双频谐振天线。由于这种天线本身是一种谐振型，其结构尺寸受其工作波长的限制，再加上这种倒F结构想对复杂，给天线的生产和加工带来了诸多的不便。
左右手复合微带线是一种在传统的微带线的基础上加入串联电感和并联电容的一种微带线，当左右手复合微带线呈单元排列时，电磁波在其中传播会出现不同阶的模式，这些模式电磁波的工作频率是由微带天线本身的电容和电感特性决定的，因而在微带天线以及相关元器件上有着广阔的应用前景。
发明内容 本发明目的在于利用左右手复合微带线的工作原理，构造一种可用于手机双频工作的新型微带天线。该微带天线是由四个微带线单元呈正方形排列组成的，每个单元上构造金属过孔，提供一定的电感。电磁波在这种去掉了缝隙电容和贴片电容的微带单元中传播时，存在一定的色散关系，使其出现了与微带单元数一致的0、1、2、3共4阶的工作模式，这4个阶模式电磁波的工作频率是由微带单元自身所存在的电容值、电感值，以及其中构造的金属过孔的电感值所决定，从而摆脱了天线长度受其谐振波长决定的限制。通过调节微带单元结构尺寸和过孔孔径，让天线的零阶谐振模工作在900MHz，一阶谐振模工作在1800MHz，从而构造一种可用于手机双频工作的新型微带天线。本发明的天线是一种正方形结构，相比传统倒F天线不仅结构简单，而且其结构长度不再受工作频率的限制。
附图说明
图1可用于手机双频工作的新型微带天线结构示意图
图2可用于手机双频工作的新型微带天线回波损耗S11曲线
图3正方形贴片边长为50mm、对地金属过孔半径为0.3mm的可用于手机双频工作的新型微带天线尺寸示意图。
图4正方形贴片边长为53mm、对地金属过孔半径为0.5mm的可用于手机双频工作的新型微带天线尺寸示意图。
具体实施方式
参阅图1、图2，本发明的可用于手机双频工作的新型微带天线包含一个介质基板1，，一个金属接地板2，一个由四个微带单元无缝连接组成的金属贴片3，四个呈正方形排列的金属过孔4，一个同轴馈头5；微带天线中的四个微带单元连接组成金属贴片3，其自身具备一定的电容，电感；四个金属过孔分别实现相应单元的左手特性的电感；同轴馈头5的阻抗为50Ω，同轴馈头的馈入点端焊于金属贴片3上与贴片连接，另一端接地点焊接于金属接地板2上接地。
本发明利用去掉缝隙电容和贴片电容的左右手复合微带天线，实现了0阶和1阶模式的电磁波同时工作，如图2(a)，(b)(c)表明天线的回波损耗曲线S11，在960MHz和1800MHz附近存在很深的反射峰，而这正是手机天线的GSM900和DCS1800频段的工作频率，从而实现了一种尺寸不依赖于工作波长的结构简单的可用于手机双频工作的新型微带天线。
本发明的实现过程由实施例和附图说明
实施例一：
如图3所示的可用于手机双频工作的新型微带天线，其正方形介质基板的边长a＝70mm，介质基板的厚度为2mm，其采用电路板刻蚀技术在介电常数ε＝2.65的聚四氟介质板的一面附厚度为0.03mm铜作为金属接地板，介质板的另外一面附铜刻蚀出内部有边长n＝2mm的正方形金属挖孔的由四个微带单元组成的正方形金属贴片，贴片边长m＝50mm，铜皮厚度为0.03mm，在每个微带单元上构造一对地金属过孔，孔的半径为r＝0.3mm，四个金属过孔正好成边长为x＝4mm的正方形分布，天线采用同轴馈方式馈电，馈头的半径R＝0.65mm，同轴馈点的位置沿水平距中心W＝11mm。其回波损耗S11曲线，如图2(a)所示，在960MHz和1800MHz附近出现一个明显的反射峰。
实施例二：
如图4所示的可用于手机双频工作的新型微带天线，其正方形介质基板的边长a＝70mm，介质基板的厚度为2mm，其采用电路板刻蚀技术在介电常数e＝2.65的聚四氟介质板的一面附厚度为0.03mm铜作为金属接地板，介质板的另外一面附铜刻蚀出内部有边长n＝2mm的正方形金属挖孔的由四个微带单元组成的正方形金属贴片，贴片边长m＝53mm，铜皮厚度为0.03mm，在每个微带单元上构造一对地金属过孔，孔的半径为r＝0.5mm，四个金属过孔正好呈沿天线中心顺时针45度旋转的正方形分布，边长x＝4mm，天线采用同轴馈方式馈电，馈头的半径R＝0.65mm，同轴馈点沿正方形对角线距中心W＝13mm。其回波损耗S11曲线，如图2(b)所示，其在960MHz和1800MHz附近出现一个明显的反射峰。
实施例三：
和图3类似的可用于手机双频工作的新型微带天线，其正方形介质基板的边长a＝70mm，介质基板的厚度为2mm，其采用电路板刻蚀技术在介电常数e＝2.65的聚四氟介质板的一面附厚度为0.03mm铜作为金属接地板，介质板的另外一面附铜刻蚀出内部有边长n＝2mm的正方形金属挖孔的由四个微带单元组成的正方形金属贴片，贴片边长m＝53mm，铜皮厚度为0.03mm，在每个微带单元上构造一对地金属过孔，孔的半径为r＝0.3mm，四个金属过孔正好呈正方形分布，边长x＝6mm，天线采用同轴馈方式馈电，馈头的半径R＝0.65mm，同轴馈点沿水平距中心W＝11mm。其回波损耗S11曲线，如图2(c)所示，其在960MHz和1800MHz附近出现一个明显的反射峰。
Claims (3)
1.一种可用于手机双频工作的新型微带天线，该微带天线包括金属接地板，介质基板，金属贴片，金属过孔，同轴馈头，天线的辐射贴片是由四个微带单元组成，其主要特征是对地金属过孔沿微带天线中心呈正方形排列，正方形介质基板和接地板的边长为70mm，介质基板采用的是相对介电常数为e＝2.65的聚四氟板，介质基板的厚度为2mm，金属接地板和金属贴片厚度均为0.03mm，馈电方法采用的是半径为0.65mm的同轴馈线背馈。
2.如权利要求1所述的用于手机双频工作的新型微带天线，其特征是辐射贴片的边长为50mm～53mm、对地金属过孔的半径为0.3mm～0.5mm，同轴馈线馈点的位置距金属贴片中心为11mm～13mm。
3.如权利要求1所述的用于手机双频工作的新型微带天线，其特征是每个微带单元呈矩形，矩形的长从13.5mm～14.25mm；宽从11.5mm～12.25mm，四个矩形单元长边依次无缝连接宽边组成中心呈正方形挖孔的正方形金属贴片。
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