CN108258400B - 具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，与传统贴片天线不同，本发明在金属地板上刻蚀了一种渔网型的周期性结构单元。天线包括金属/介质/金属3层结构：其中2层金属结构分别为上层金属辐射贴片和下层加载了渔网型周期结构的金属地板。介质层填充在上下两层金属层之间。应用这种结构，本发明还给出一部实施例天线。与传统贴片天线相比，本发明天线的辐射贴片面积缩小了58％，相对带宽则增大为传统天线的3倍。因此基于本发明，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，同时工作带宽还得到有效展宽。本发明提出的小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景。

Description

具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线

技术领域

本发明涉及一种通信天线，特别是涉及一种小型化微带天线，应用于天线技术领域。

背景技术

在现代无线通信技术领域，如无线局域网、射频识别、可穿戴设备以及智能手机等，通信设备正逐渐走向小型化，便携化。这种小型化的发展趋势对通信天线也提出新的需求。而根据经典天线理论，传统微带天线的辐射贴片尺寸往往在半波长量级。因此，如何将传统微带天线中的半波长尺寸进一步压缩，设计一种小型化天线，就具有非常重要的意义。

现有的较常用的小型化微带天线有以下几种实现方法：

1.使用高介电常数的介质基板，但这种材质通常难以配制和加工，并且成本较高；

2.使用嵌入式多层结构，这种方法能够有效地实现小型化的目的，但是多层板贴合难度较大，导致实际中多层板难以很好地贴合；

3.在地板和辐射贴片之间加入短路针，但是其小型化效果很大程度依赖于短路针的位置。

随着无线局域网、射频识别、可穿戴设备以及智能手机技术和应用的飞速发展，尤其是物联网技术对信息通信技术的要求不断提高，低成本的、易于工程化应用的和能满足个性化需求的小型化微带天线的开发成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，在采用常规介质基板的基础上，采用一种新型的小型化天线设计方案，本发明微带天线在地板上蚀刻并加载一种渔网型周期性结构。与传统微带贴片天线相比，本发明天线可以有效地减小天线的电尺寸，同时增加工作带宽；从结构上讲，本发明天线仅需要在地板上蚀刻渔网型周期结构，操作简单，小型化效果明显，能够满足当前的工程化应用和个性化的需求。

为达到上述目的，本发明的构思是：

a)在传统微带贴片天线的地板上加载一种渔网型周期结构。

b)每个渔网型单元结构包括1片特有形状的金属贴片和4条直导线，该金属贴片位于单元结构中心，并通过4条直导线与外部结构相连，具有类似渔网的形状。

根据上述构思，本发明采用如下的技术方案：

一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，包括3层结构，上层为金属辐射贴片，中间层为介质板，下层是金属地平面，使介质板填充在上下两层金属层之间，在金属地平面上蚀刻具有一定的周期性分布形式的渔网型结构单元阵列。

作为本发明优选的技术方案，金属地平面由地平面外围框和渔网型结构单元阵列组成，其中渔网型结构单元阵列分布设置于地平面外围框内，渔网型结构单元包括中央金属贴片和4条直导线，任意相邻的渔网型结构单元之间通过直导线实现互联，形成渔网形状的阵列结构，位于渔网型结构单元阵列的最外围的渔网型结构单元的中央金属贴片均有一侧边朝向地平面外围框的內缘一侧，使位于渔网型结构单元阵列的最外围的渔网型结构单元的中央金属贴片分别通过外侧的直导线与地平面外围框连接，地平面外围框主要形成渔网形状的阵列结构的网纲构造。

作为本发明进一步优选的技术方案，通过调节渔网型结构单元的周期尺寸、各渔网型结构单元内部的中央金属贴片尺寸、直导线长度和线宽中的任意一种或任意几种参数，来调控小型化微带贴片天线的整体尺寸，并进而实现微带贴片天线工作带宽的调控。

作为本发明进一步优选的技术方案，在谐振频点为1.97GHz，中间层介质板的厚度不大于0.5mm时，调控具有渔网型周期结构的小型化微带贴片天线，使其辐射贴片面积缩小不低于58％，-10dB阻抗频率范围不低于33MHz。

作为上述方案的进一步优选的技术方案，渔网型结构单元的中央金属贴片为圆形金属贴片、椭圆形金属贴片、星形金属贴片、枕形金属贴片、正方形金属贴片、矩形金属贴片、平行四边形金属贴片、或者其他大于4条边的多边形金属贴片，每片中央金属贴片的四个方向通过4条直导线对应连接，组成渔网型结构单元的渔网型周期结构；当渔网型结构单元的中央金属贴片为正方形金属贴片时，每片正方形金属贴片的四条边通过4条直导线对应连接，组成渔网型结构单元的渔网型周期结构。

作为上述方案的进一步优选的技术方案，采用同轴线馈电，特征阻抗为50欧姆，同轴线的金属外导体与蚀刻有渔网型周期结构的最下层金属地平面相连，同轴线的内导体金属探针不接触金属地平面，内导体金属探针依次穿过最下层金属地平面和中间层介质板，从而与最上层金属辐射贴片导电连接。

作为上述方案的进一步优选的技术方案，对同轴线的内导体金属探针周围的金属地平面的小区域范围内实行去金属化，使得同轴线的内导体金属探针与金属地平面的金属层不形成电接触构造。

作为上述方案的进一步优选的技术方案，在金属地平面上蚀刻n片×m片周期性分布的渔网型结构单元，所构成的具有n片×m片结构的渔网型结构单元阵列的二维平面总尺寸与金属辐射贴片的二维平面尺寸相同，其中n或m大于1。

作为上述方案的进一步优选的技术方案，金属辐射贴片和金属地平面的材料采用银、铜和铝中任意一种金属或者任意几种金属的合金；介质板的材料采用Rogers、F4B以及FR4中任意一种或者任意几种材质制成的复合材料。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.基于本发明，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，与传统微带天线相比，本发明天线的辐射贴片尺寸得到有效缩减，天线辐射贴片面积缩小了58％；

2.与传统微带天线相比，本发明微带天线工作带宽还得到有效展宽，天线相对带宽增大为传统天线的3倍；

3.本发明提出的小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有显著的工程应用前景；

4.本发明通过优化天线的结构参数来实现不同的小型化目标，因此具有更加广阔的工程应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例一小型化天线组件的分解结构示意图。

图2是本发明实施例一小型化天线的剖面图。

图3是本发明实施例一小型化天线加载了渔网型周期结构的地平面结构示意图。

图4是本发明实施例一小型化天线与传统天线的回波损耗曲线对比图。

图5是本发明实施例一小型化天线的增益曲线图。

图6是本发明实施例一小型化天线在谐振频点处的辐射方向图。

图7是本发明实施例三小型化天线加载了渔网型周期结构的地平面结构示意图。

图8是本发明实施例三小型化天线与传统天线的回波损耗曲线对比图。

图9是本发明实施例三小型化天线的增益曲线图。

图10是本发明实施例三小型化天线在谐振频点处的辐射方向图。

图11是本发明实施例四小型化天线加载了渔网型周期结构的地平面结构示意图。

图12是本发明实施例四小型化天线与传统天线的回波损耗曲线对比图。

图13是本发明实施例四小型化天线的增益曲线图。

图14是本发明实施例四小型化天线在谐振频点处的辐射方向图。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1～3，一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，从图1可以看出，本实施例天线包括3层结构，上层为金属辐射贴片1，中间层为介质板2，下层是金属地平面3，使介质板2填充在上下两层金属层之间，在金属地平面3上蚀刻具有一定的周期性分布形式的渔网型结构单元5阵列。上层金属辐射贴片1的横向尺寸为W＝L＝30mm。介质板2的二维平面横向尺寸大于金属辐射贴片1的尺寸，介质板2与金属地平面3的二维平面横向尺寸相等。

在本实施例中，参见图1～3，金属地平面3由地平面外围框和渔网型结构单元5阵列组成，其中渔网型结构单元5阵列分布设置于地平面外围框内，渔网型结构单元5包括中央金属贴片6和4条直导线7，任意相邻的渔网型结构单元5之间通过直导线7实现互联，形成渔网形状的阵列结构，位于渔网型结构单元5阵列的最外围的渔网型结构单元5的中央金属贴片6均有一侧边朝向地平面外围框的內缘一侧，使位于渔网型结构单元5阵列的最外围的渔网型结构单元5的中央金属贴片6分别通过外侧的直导线7与地平面外围框连接，地平面外围框主要形成渔网形状的阵列结构的网纲构造。

在本实施例中，参见图1～3，渔网型结构单元5的中央金属贴片6为正方形金属贴片，每片正方形金属贴片的四条边通过4条直导线7对应连接，组成渔网型结构单元5的渔网型周期结构。本实施例在金属地平面3上蚀刻3片×3片周期性分布的渔网型结构单元5，所构成的具有3片×3片结构的渔网型结构单元5阵列的二维平面总尺寸与金属辐射贴片1的二维平面尺寸相同。每个渔网型结构单元5包括一片方形金属贴片6和四条直导线7。渔网型结构单元5之间通过直导线7实现互联。渔网型结构单元5与最外层的金属地平面3也通过直导线7实现互联。天线的3层结构在图2的侧视图中可以清晰地看出来，上层金属辐射贴片1厚度t＝0.018mm，中间层介质板2的厚度h＝0.5mm，下层金属地平面3的厚度t＝0.018mm。本实施例采用同轴线4馈电，特征阻抗为50欧姆，同轴线4的金属外导体与蚀刻有渔网型周期结构的最下层金属地平面3直接相连，同轴线4的内导体金属探针不接触金属地平面3，内导体金属探针依次穿过最下层金属地平面3和中间层介质板2，从而与最上层金属辐射贴片1实现金属互联，实现内导体金属探针和金属辐射贴片1之间导电连接。为避免内导体金属探针与下层金属地平面3连通，在下层金属地平面3上，本实施例对同轴线4的内导体金属探针周围的金属地平面3的小区域范围内实行去金属化，使得同轴线4的内导体金属探针与金属地平面3的金属层不形成电接触构造。本实施例的金属辐射贴片1和金属地平面3的材料采用铜；介质板2的材料采用F4B，其介电常数为2.65。本实施例小型化贴片天线包括三层结构：最上层辐射贴片为完整的方形金属平面；中间层为支撑天线所需的介质基板；最下层为金属地平面3。其中，在金属地平面3上加载了渔网型结构，该结构呈周期性分布：每个渔网型结构单元5的内部则又包含一片小尺寸的方形金属贴片和四条直导线7；各渔网型结构单元5之间通过直导线实现彼此的连接。

图3中刻蚀了3×3片周期性分布的渔网型结构单元5，3×3片结构的总尺寸与最上层金属辐射贴片1的横向尺寸相同，也为W＝L＝30mm。每个渔网型结构单元5的周期尺寸为p＝10mm，其中，方形金属贴片6的尺寸为a＝6.8mm,直导线7的长度b＝1.6mm,线宽为s＝0.1mm。

图4～6是本实施例小型化天线的电讯特性。

图4是本实施例小型化天线与传统天线的回波损耗曲线。该传统天线的辐射贴片横向尺寸为W1＝L1＝46mm，该尺寸符合经典的半波长谐振条件，但是传统天线的地平面是完整的，未在地平面上蚀刻这种渔网型周期结构。除此而外，传统天线的其他的外形参数与本发明实施例天线相同，介质基板材料和厚度也完全一致。

从图4中可以看出：本实施例小型化天线与传统天线均在1.97GHz左右实现了良好的匹配性能。但是，本实施例的小型化天线上层辐射贴片尺寸W＝L＝30mm，而传统天线的辐射贴片尺寸达到W1＝L1＝46mm。因此，与传统天线相比，本实施例天线的尺寸缩小了约35％，面积减少了58％。

同时，本实施例小型化天线的-10dB阻抗频率范围为1951-1984MHz，带宽33MHz，相对带宽约为1.68％。而传统天线的-10dB阻抗带宽11MHz，相对带宽约为0.56％。因此，与传统天线相比，本实施例小型化天线在减小天线贴片尺寸的同时，还增加了工作带宽，相对带宽是传统的天线的3倍，显示出优越的电讯性能。

图5为本实施例小型化天线的增益曲线，可以看出天线在谐振频点1.97GHz的增益大约为2.7dBi，并且在-10dB阻抗带宽1951-1984MHz内，增益值变化幅度较小，都在2.1dBi以上，可以满足通信系统的需求。

图6为本实施例小型化天线在谐振频点处的辐射方向图，谐振频点为1.97GHz，包括天线的E面和H面两个主平面上的方向图，可以看出其具有良好的远场辐射特性。

本实施例加载渔网型周期结构的小型化微带贴片天线，与传统微带贴片天线的不同特征在于，本实施例天线在金属地平面3上蚀刻一种周期性分布的渔网型结构单元5。每个渔网型结构单元5包括一片方形金属贴片6和四条直导线7。各渔网型结构单元5之间通过直导线7实现互联。渔网型结构单元5与最外层的金属地平面3也通过直导线7实现互联。本实施例加载渔网型周期结构的小型化微带贴片天线。与传统贴片天线不同，本实施例天线在金属地平面3上刻蚀了一种渔网型的周期性结构单元5。天线包括金属/介质/金属3层结构：其中2层金属结构分别为上层金属辐射贴片1和下层加载了渔网型周期结构的金属地板。介质层填充在上下两层金属层之间。与传统贴片天线相比，本实施例天线的辐射贴片面积缩小了58％，相对带宽则增大为传统天线的3倍。因此基于本实施例的技术方案，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，同时工作带宽还得到有效展宽。本实施例小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线通过调节渔网型结构单元5的周期尺寸、各渔网型结构单元5内部的中央金属贴片6尺寸、直导线7长度和线宽中的任意一种或任意几种参数，来调控小型化微带贴片天线的整体尺寸，并进而实现微带贴片天线工作带宽的调控。

本实施例能根据工作频率需要，调节最上层金属辐射贴片1的尺寸W和L。也能根据应用需要，调整渔网型结构单元5尺寸p，以及其内部的方形金属贴片6尺寸a,直导线7长度b和线宽s，以获得更为良好的工作性能。本实施例针对加载了周期性分布的渔网型结构单元5的微带贴片天线，可以通过调节渔网型结构单元5的周期尺寸p，以及各结构单元内部的方形金属贴片6尺寸a,直导线7长度b和线宽s，来实现天线金属辐射贴片1的小型化。同时，天线工作带宽也会进一步展宽。本实施例小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景，满足更多个性化需求。

实施例三：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图7，渔网型结构单元5的中央金属贴片6为圆形金属贴片，每片中央金属贴片6的四个方向通过4条直导线7对应连接，组成渔网型结构单元5的渔网型周期结构，与实施例一的中央金属贴片6的形状不同。介质板2的二维平面横向尺寸大于金属辐射贴片1的尺寸，介质板2与金属地平面3的二维平面横向尺寸相等。图7中刻蚀了3×3片周期性分布的渔网型结构单元5，3×3片结构的总尺寸与最上层金属辐射贴片1的横向尺寸相同，也为W＝L＝30mm。每个渔网型结构单元5的周期尺寸为p＝10mm，其中，圆形中央金属贴片6的直径尺寸为c＝6.8mm,直导线7的长度b＝1.6mm,线宽为s＝0.1mm。上层金属辐射贴片1厚度t＝0.018mm，中间层介质板2的厚度h＝0.5mm，下层金属地平面3的厚度t＝0.018mm。本实施例的金属辐射贴片1和金属地平面3的材料采用铜；介质板2的材料采用F4B，其介电常数为2.65。本实施例也采用同轴线4馈电，特征阻抗为50欧姆，同轴线4的金属外导体与蚀刻有渔网型周期结构的最下层金属地平面3直接相连，同轴线4的内导体金属探针不接触金属地平面3，内导体金属探针依次穿过最下层金属地平面3和中间层介质板2，从而与最上层金属辐射贴片1实现金属互联，实现内导体金属探针和金属辐射贴片1之间导电连接。为避免内导体金属探针与下层金属地平面3连通，在下层金属地平面3上，本实施例对同轴线4的内导体金属探针周围的金属地平面3的小区域范围内实行去金属化，使得同轴线4的内导体金属探针与金属地平面3的金属层不形成电接触构造。

图8～10是本实施例小型化天线的电讯特性。

图8是本实施例小型化天线与传统天线的回波损耗曲线。该传统天线的辐射贴片横向尺寸为W2＝L2＝43.4mm，该尺寸符合经典的半波长谐振条件，但是传统天线的地平面是完整的，未在地平面上蚀刻这种渔网型周期结构。除此而外，传统天线的其他的外形参数与本发明实施例天线相同，介质基板材料和厚度也完全一致。

从图8中可以看出：本实施例小型化天线与传统天线均在2.07GHz左右实现了良好的匹配性能。但是，本实施例的小型化天线上层辐射贴片尺寸W＝L＝30mm，而传统天线的辐射贴片尺寸达到W2＝L2＝43.4mm。因此，与传统天线相比，本实施例天线的尺寸缩小了约31％，面积减少了52％。

同时，本实施例小型化天线的-10dB阻抗频率范围为2049-2093MHz，带宽44MHz，相对带宽约为2.1％。而传统天线的-10dB阻抗带宽14MHz，相对带宽约为0.68％。因此，与传统天线相比，本实施例小型化天线在减小天线贴片尺寸的同时，还增加了工作带宽，相对带宽是传统的天线的3.1倍，显示出优越的电讯性能。

图9为本实施例小型化天线的增益曲线，可以看出天线在谐振频点2.07GHz的增益大约为3.3dBi，并且在-10dB阻抗带宽2049-2093MHz内，增益值变化幅度较小，都在2.3dBi以上，可以满足通信系统的需求。

图10为本实施例小型化天线在谐振频点处的辐射方向图，谐振频点为2.07GHz，包括天线的E面和H面两个主平面上的方向图，可以看出其具有良好的远场辐射特性。

与传统天线相比，本实施例天线的尺寸缩小了约31％，面积减少了52％。同时，本实施例小型化天线的带宽为44MHz，相对带宽约为2.1％。而传统天线的-10dB阻抗带宽14MHz，相对带宽约为0.68％。因此，与传统天线相比，本实施例小型化天线在减小天线贴片尺寸的同时，还增加了工作带宽，相对带宽是传统的天线的3.1倍，显示出优越的电讯性能。因此基于本实施例的技术方案，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，同时工作带宽还得到有效展宽。本实施例小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景。

实施例四：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图11，渔网型结构单元5的中央金属贴片6为方形金属贴片，每片中央金属贴片6的四个角的方向通过4条直导线7对应连接，组成渔网型结构单元5的渔网型周期结构，与实施例一的中央金属贴片6的形状不同。介质板2的二维平面横向尺寸大于金属辐射贴片1的尺寸，介质板2与金属地平面3的二维平面横向尺寸相等。图7中刻蚀了3×3片周期性分布的渔网型结构单元5，3×3片结构的总尺寸与最上层金属辐射贴片1的横向尺寸相同，也为W＝L＝30mm。每个渔网型结构单元5的周期尺寸为p＝10mm，其中，方形中央金属贴片6的对角线的尺寸为d＝6.8mm,直导线7的长度b＝1.6mm,线宽s＝0.1mm。上层金属辐射贴片1厚度t＝0.018mm，中间层介质板2的厚度h＝0.5mm，下层金属地平面3的厚度t＝0.018mm。本实施例的金属辐射贴片1和金属地平面3的材料采用铜；介质板2的材料采用F4B，其介电常数为2.65。本实施例也采用同轴线4馈电，特征阻抗为50欧姆，同轴线4的金属外导体与蚀刻有渔网型周期结构的最下层金属地平面3直接相连，同轴线4的内导体金属探针不接触金属地平面3，内导体金属探针依次穿过最下层金属地平面3和中间层介质板2，从而与最上层金属辐射贴片1实现金属互联，实现内导体金属探针和金属辐射贴片1之间导电连接。为避免内导体金属探针与下层金属地平面3连通，在下层金属地平面3上，本实施例对同轴线4的内导体金属探针周围的金属地平面3的小区域范围内实行去金属化，使得同轴线4的内导体金属探针与金属地平面3的金属层不形成电接触构造。

图12～14是本实施例小型化天线的电讯特性。

图12是本实施例小型化天线与传统天线的回波损耗曲线。该传统天线的辐射贴片横向尺寸为W3＝L3＝40.6mm，该尺寸符合经典的半波长谐振条件，但是传统天线的地平面是完整的，未在地平面上蚀刻这种渔网型周期结构。除此而外，传统天线的其他的外形参数与本发明实施例天线相同，介质基板材料和厚度也完全一致。

从图12中可以看出：本实施例小型化天线与传统天线均在2.225GHz左右实现了良好的匹配性能。但是，本实施例的小型化天线上层辐射贴片尺寸W＝L＝30mm，而传统天线的辐射贴片尺寸达到W3＝L3＝40.6mm。因此，与传统天线相比，本实施例天线的尺寸缩小了约26％，面积减少了45.4％。

同时，本实施例小型化天线的-10dB阻抗频率范围为2193-2260MHz，带宽67MHz，相对带宽约为3％。而传统天线的-10dB阻抗带宽15MHz，相对带宽约为0.67％。因此，与传统天线相比，本实施例小型化天线在减小天线贴片尺寸的同时，还增加了工作带宽，相对带宽是传统的天线的4.5倍，显示出优越的电讯性能。

图13为本实施例小型化天线的增益曲线，可以看出天线在谐振频点2.225GHz的增益大约为3.8dBi，并且在-10dB阻抗带宽2193-2260MHz内，增益值变化幅度较小，都在2.8dBi以上，可以满足通信系统的需求。

图14为本实施例小型化天线在谐振频点处的辐射方向图，谐振频点为2.225GHz，包括天线的E面和H面两个主平面上的方向图，可以看出其具有良好的远场辐射特性。

与传统天线相比，本实施例天线的尺寸缩小了约26％，面积减少了45.4％。同时，本实施例小型化天线的带宽为67MHz，相对带宽约为3％。而传统天线的-10dB阻抗带宽15MHz，相对带宽约为0.67％。因此，与传统天线相比，本实施例小型化天线在减小天线贴片尺寸的同时，还增加了工作带宽，相对带宽是传统的天线的4.5倍，显示出优越的电讯性能。因此基于本实施例的技术方案，通过在地平面加载这种渔网型周期结构，天线就可以实现小型化，同时工作带宽还得到有效展宽。本实施例小型化天线结构简单，效果明显，剖面低且易于共形，具有广阔的工程应用前景。

实施例五：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，上层金属辐射贴片1和下层金属地平面3的材料，可以为任意导电性能良好的金属导体，如银、铜、铝以及合金等；金属层的厚度t可以为但不限于基于常规印刷电路所采用的0.018mm。中间介质层2的材料可以但不限于以下的材料：Rogers、F4B以及FR4，也可选择由多种材质构成的复合介质板；中间介质层2的厚度可为但不限于基于常规印刷电路规定的规格。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明具有渔网型周期结构的小型化微带贴片天线的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，包括3层结构，上层为金属辐射贴片（1），中间层为介质板（2），下层是金属地平面（3），使介质板（2）填充在上下两层金属层之间，其特征在于：在金属地平面（3）上蚀刻具有一定的周期性分布形式的渔网型结构单元（5）阵列；金属地平面（3）由地平面外围框和渔网型结构单元（5）阵列组成，其中渔网型结构单元（5）阵列分布设置于地平面外围框内，所述渔网型结构单元（5）包括中央金属贴片（6）和4条直导线（7），任意相邻的渔网型结构单元（5）之间通过直导线（7）实现互联，形成渔网形状的阵列结构，位于所述渔网型结构单元（5）阵列的最外围的渔网型结构单元（5）的中央金属贴片（6）均有一侧边朝向地平面外围框的内 缘一侧，使位于所述渔网型结构单元（5）阵列的最外围的渔网型结构单元（5）的中央金属贴片（6）分别通过外侧的直导线（7）与地平面外围框连接，地平面外围框主要形成渔网形状的阵列结构的网纲构造。

2.根据权利要求1所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：通过调节渔网型结构单元（5）的周期尺寸、各渔网型结构单元（5）内部的中央金属贴片（6）尺寸、直导线（7）长度和线宽中的任意一种或任意几种参数，来调控小型化微带贴片天线的整体尺寸，并进而实现微带贴片天线工作带宽的调控。

3.根据权利要求2所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：在谐振频点为1.97GHz，中间层介质板的厚度不大于0.5mm时，调控具有渔网型周期结构的小型化微带贴片天线，使其辐射贴片面积缩小不低于58%，-10dB阻抗频率范围不低于33MHz。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：所述渔网型结构单元（5）的中央金属贴片（6）为圆形金属贴片、椭圆形金属贴片、星形金属贴片、枕形金属贴片、正方形金属贴片、矩形金属贴片、平行四边形金属贴片、或者其他大于4条边的多边形金属贴片，每片中央金属贴片（6）的四个方向通过4条直导线（7）对应连接，组成渔网型结构单元（5）的渔网型周期结构；当所述渔网型结构单元（5）的中央金属贴片（6）为正方形金属贴片时，每片正方形金属贴片的四条边通过4条直导线（7）对应连接，组成渔网型结构单元（5）的渔网型周期结构。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：采用同轴线（4）馈电，特征阻抗为50欧姆，所述同轴线（4）的金属外导体与蚀刻有渔网型周期结构的最下层金属地平面（3）相连，所述同轴线（4）的内导体金属探针不接触金属地平面（3），内导体金属探针依次穿过最下层金属地平面（3）和中间层介质板（2），从而与最上层金属辐射贴片（1）导电连接。

6.根据权利要求5所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：对所述同轴线（4）的内导体金属探针周围的金属地平面（3）的小区域范围内实行去金属化，使得同轴线（4）的内导体金属探针与金属地平面（3）的金属层不形成电接触构造。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：在金属地平面（3）上蚀刻n片×m片周期性分布的渔网型结构单元（5），所构成的具有n片×m片结构的渔网型结构单元（5）阵列的二维平面总尺寸与所述金属辐射贴片（1）的二维平面尺寸相同，其中n或m大于1。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述具有渔网型周期结构的小型化宽带微带贴片天线，其特征在于：所述金属辐射贴片（1）和金属地平面（3）的材料采用银、铜和铝中任意一种金属或者任意几种金属的合金；介质板（2）的材料采用Rogers、F4B以及FR4中任意一种或者任意几种材质制成的复合材料。

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