CN108899650A - 一种可调多频带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调多频带天线。它包括介质基板，在介质基板的上表面是一层磁性材料，磁性材料的上表面印有上辐射贴片和有缺陷矩形接地片，上辐射贴片由一个人脸状金属贴片组成，在介质基板的下表面印有有缺陷矩形接地片。这种天线结构可以通过调节外加磁场强度实现天线在多频带可调功能。本发明采用聚四氟乙烯材料作为介质基板，体积小，制作简单，结构紧凑，可调，辐射特性好，成本低等优点。

Description

一种可调多频带天线
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种可调多频带天线。
背景技术
随着科学技术的发展与进步，人类社会已经步入了信息社会。作为信息社会主要标志的通信技术在过去几十年里取得了高度发展，其应用已深入人类生活的各个方面。现代通信技术从传输方式上可以分为有线和无线两种传输方式。目前的固定电话、有线电视和有线互联网络等都属于有线传输。雷达的信息传递方式都属于无线传输方式，现代无线通信技术从上世纪末开始迅速在人们的日常生活中得到普及，并且仍然处于高速发展中。
便携化、多功能化已成为无线通信技术的发展热点，亦是未来趋势所在。天线作为无线通信系统的关键单元，在无线通信系统中的地位举足轻重。在无线通信系统的设计中，传统天线的性能和结构固定不变，使整个通信系统在应用中缺乏对复杂多变环境的适应能力。如果将大量天线安装在一起，虽然可以在一定程度上解决这些问题，但会增加系统成本和质量，且不利于实现良好的电磁兼容特性，可调天线技术就是针对上述难题提出的。因此迫切需要研究出一种体积小，制作简单，结构紧凑的可调天线来满足实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可调多频带天线。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
可调多频带天线包括介质基板，在介质基板的上表面是一层磁性材料，磁性材料的上表面印有上辐射贴片和有缺陷矩形接地片，上辐射贴片由一个人脸状金属贴片组成，在介质基板的下表面印有有缺陷矩形接地片。
所述的介质基板的材料是介电常数为2.94的聚四氟乙烯，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为0.5mm~1.5mm。所述一层磁性材料，其材料为NiZn，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为7μm~9μm。所述的上辐射贴片是由一个人脸状金属贴片组成，人脸状金属贴片由三部分组成，由上至下第一部分由一个矩形和两个半圆组成，其中矩形长度为24mm~26mm，宽度为4mm~6mm，半圆的直径为4mm~6mm；第二部分是在一个矩形上除去三对对称分布的小矩形之后形成的，原矩形长度为32mm~33mm，宽度为22mm~24mm，三对小矩形从上至下，第一对小矩形与原矩形的上宽相切，长度l 1为7mm~9mm，宽度h 1为3mm~5mm，两者中心相距11~12mm，第二对小矩形，长度h 3为7mm~9mm，宽度l 2为6mm~8mm，第二对小矩形距离原矩形上宽的距离h 2为7mm~9mm，第三对小矩形，长度l 2为6mm~8mm，宽度h 4为3mm~5mm，第三对小矩形距离原矩形下宽的距离h 5为7mm~9mm；第三部分是一个矩形，长度为13mm~15mm，宽度为6mm~8mm。所述的有缺陷矩形接地片，有缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为57mm~59mm，宽度均为7mm~9mm，缺陷的长度为7mm~9mm，宽度为7mm~9mm；无缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为61mm~63mm，宽度为3mm~5mm，介质基板背部的有缺陷矩形接地片和磁性材料上层的有缺陷矩形接地片形状大小相同。
本发明采用聚四氟乙烯材料作为介质基板，体积小，制作简单，结构紧凑，可调，辐射特性好，成本低等优点。
附图说明
图1是可调多频带天线的俯视图（a），后视图（b），截面图（c）；
图2是可调多频带天线的回波损耗图；
图3是可调多频带天线在2.4GHz时方向图；
图4是可调多频带天线在3.5GHz时方向图；
图5是可调多频带天线在6GHz时方向图；
图6是可调多频带天线在2.4GHz时的表面电流分布图；
图7是可调多频带天线在3.5GHz时的表面电流分布图；
图8是可调多频带天线在6GHz时的表面电流分布图。
具体实施方式
如图1所示，一种可调多频带天线，其特征在于包括介质基板1，在介质基板1的上表面是一层磁性材料2，磁性材料2的上表面印有上辐射贴片3和有缺陷矩形接地片4，上辐射贴片3由一个人脸状金属贴片组成，在介质基板1的下表面印有有缺陷矩形接地片5。
所述的介质基板1的材料是介电常数为2.94的聚四氟乙烯，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为0.5mm~1.5mm。所述一层磁性材料2，其材料为NiZn，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为7μm~9μm。所述的上辐射贴片3是由一个人脸状金属贴片组成，人脸状金属贴片由三部分组成，由上至下第一部分由一个矩形和两个半圆组成，其中矩形长度为24mm~26mm，宽度为4mm~6mm，半圆的直径为4mm~6mm；第二部分是在一个矩形上除去三对对称分布的小矩形之后形成的，原矩形长度为32mm~33mm，宽度为22mm~24mm，三对小矩形从上至下，第一对小矩形与原矩形的上宽相切，长度l 1为7mm~9mm，宽度h 1为3mm~5mm，两者中心相距11~12mm，第二对小矩形，长度h 3为7mm~9mm，宽度l 2为6mm~8mm，第二对小矩形距离原矩形上宽的距离h 2为7mm~9mm，第三对小矩形，长度l 2为6mm~8mm，宽度h 4为3mm~5mm，第三对小矩形距离原矩形下宽的距离h 5为7mm~9mm；第三部分是一个矩形，长度为13mm~15mm，宽度为6mm~8mm。所述的有缺陷矩形接地片4，有缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为57mm~59mm，宽度均为7mm~9mm，缺陷的长度为7mm~9mm，宽度为7mm~9mm；无缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为61mm~63mm，宽度为3mm~5mm，介质基板1背部的有缺陷矩形接地片5和磁性材料上层的有缺陷矩形接地片4形状大小相同。
实施例1
可调多频带天线：
选择相对介电常数为2.94的聚四氟乙烯作为可调多频带天线的介质基板，介质基板长度为62mm，宽度为58mm，厚度为1mm。一层磁性材料，其材料为NiZn，长度为62mm，宽度为58mm，厚度为8μm。上辐射贴片是由一个人脸状金属贴片组成，人脸状金属贴片由三部分组成，由上至下第一部分由一个矩形和两个半圆组成，其中矩形长度为25mm，宽度为5mm，半圆的直径为5mm；第二部分是在一个矩形上除去三对对称分布的小矩形之后形成的，原矩形长度为32.5mm，宽度为23mm，三对小矩形从上至下，第一对小矩形与原矩形的上宽相切，长度l 1为8mm，宽度h 1为4mm，两者中心相距11.5mm，第二对小矩形，长度h 3为8mm，宽度l 2为7mm，第二对小矩形距离原矩形上宽的距离h 2为8mm，第三对小矩形，长度l 2为7mm，宽度h 4为4mm，第三对小矩形距离原矩形下宽的距离h 5为8mm；第三部分是一个矩形，长度为14mm，宽度为7mm。有缺陷矩形接地片，有缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为58mm，宽度均为8mm，缺陷的长度为8mm，宽度为8mm；无缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为62mm，宽度为4mm，介质基板背部的有缺陷矩形接地片和磁性材料上层的有缺陷矩形接地片形状大小相同。在HFSS软件中创建可调多频带天线模型，对可调多频带天线的各项性能指标进行测试，通过调节磁场强度，磁性材料NiZn随着磁场强度的变化而变化，所得的回波损耗曲线如附图2所示，低于-10dB的频带向右有偏移，达到了设计的目的。图3、图4和图5分别为外加磁场强度10mT时，可调多频带天线在频率2.4GHz、3.5GHz和6GHz点的方向图。图6、图7和图8分别为外加磁场强度10mT时，可调多频带天线在频率2.4GHz、3.5GHz和6GHz点表面电流分布图。本发明实现了调谐功能和天线可在多频带正常工作。

Claims (5)

1.一种可调多频带天线，其特征在于包括介质基板（1），在介质基板（1）的上表面是一层磁性材料（2），磁性材料（2）的上表面印有上辐射贴片（3）和有缺陷矩形接地片（4），上辐射贴片（3）由一个人脸状金属贴片组成，在介质基板（1）的下表面印有有缺陷矩形接地片（5）。
2.根据权利要求1所述的一种可调多频带天线，其特征在于所述的介质基板（1）的材料是介电常数为2.94的聚四氟乙烯，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为0.5mm~1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种可调多频带天线，其特征在于所述一层磁性材料（2），其材料为NiZn，长度为61mm~63mm，宽度为57mm~59mm，厚度为7μm~9μm。
4.根据权利要求1所述的一种可调多频带天线，其特征在于所述的上辐射贴片（3）是由一个人脸状金属贴片组成，人脸状金属贴片由三部分组成，由上至下第一部分由一个矩形和两个半圆组成，其中矩形长度为24mm~26mm，宽度为4mm~6mm，半圆的直径为4mm~6mm；第二部分是在一个矩形上除去三对对称分布的小矩形之后形成的，原矩形长度为32mm~33mm，宽度为22mm~24mm，三对小矩形从上至下，第一对小矩形与原矩形的上宽相切，长度l 1为7mm~9mm，宽度h 1为3mm~5mm，两者中心相距11~12mm，第二对小矩形，长度h 3为7mm~9mm，宽度l 2为6mm~8mm，第二对小矩形距离原矩形上宽的距离h 2为7mm~9mm，第三对小矩形，长度l 2为6mm~8mm，宽度h 4为3mm~5mm，第三对小矩形距离原矩形下宽的距离h 5为7mm~9mm；第三部分是一个矩形，长度为13mm~15mm，宽度为6mm~8mm。
5.根据权利要求1所述的一种可调多频带天线，其特征在于所述的有缺陷矩形接地片（4），有缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为57mm~59mm，宽度均为7mm~9mm，缺陷的长度为7mm~9mm，宽度为7mm~9mm；无缺陷的矩形边及其对边矩形，长度均为61mm~63mm，宽度为3mm~5mm，介质基板（1）背部的有缺陷矩形接地片（5）和磁性材料上层的有缺陷矩形接地片（4）形状大小相同。
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