CN205646143U - 三重复合分形移动通信天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三重复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为谢尔宾斯基‑康托尔‑分形折线雪花三重复合分形结构。本实用新型的目的在于提供一种能够完全覆盖第五代移动通信的三个候选频段的三重复合分形移动通信天线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三重复合分形移动通信天线。
背景技术
第五代移动通信是正在研发中的的新一代移动通信系统，它将与其他无线移动通信技术密切结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求，将在2020年前后投入商业运营。在2015年世界无线电通信大会上，国际电信联盟确定了第五代移动通信的三个候选频段：3300～3400MHz、4400～4500MHz和4800～4990MHz。
作为无线电波信号传输的基本部件，利用领先技术设计的天线将对移动通信的发展起到决定性的作用。第五代移动通信系统对天线的性能要求是：尺寸足够小，能够放进移动终端里；辐射性能好，在整个工作频带内天线回波损耗必须低于-10dB；工作带宽大，天线工作频带完全覆盖第五代移动通信的三个候选频段：3300～3400MHz、4400～4500MHz和4800～4990MHz。使用三重复合分形技术，可以将谢尔宾斯基分形结构、康托尔分形结构、分形折线雪花结构的优点结合在一起，设计高性能移动通信天线。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能够完全覆盖第五代移动通信的三个候选频段的三重复合分形移动通信天线。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种三重复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构。
优选地，所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用谢尔宾斯基分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用康托尔-分形折线雪花复合分形结构替代。
优选地，所述康托尔-分形折线雪花复合分形结构使用康托尔分形结构作为 基本结构，将其内部小正方形金属区域用分形折线雪花结构替代。
优选地，所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用至少2阶的谢尔宾斯基分形结构和至少1阶的康托尔分形结构。
优选地，所述分形折线雪花结构由四条至少1阶的π型分形折线所围而成。
优选地，所述谢尔宾斯基分形结构下侧边沿中心设有天线馈电点。
优选地，所述基板为微波陶瓷基板，其相对介电常数为16-20。
优选地，所述基板的形状为矩形，尺寸是25mm±1mm×25mm±1mm，厚度为1mm±0.1mm。
优选地，所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形辐射贴片总尺寸是21.6mm±0.1mm×21.6mm±0.1mm。
优选地，所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：使用三重复合分形技术，将谢尔宾斯基分形结构、康托尔分形结构、分形折线雪花结构有机的融合在一起，天线整体是谢尔宾斯基分形结构，局部是康托尔分形结构，微观上是分形折线雪花结构，天线从内到外都具有自相似特性，射频电流在整个天线辐射贴片上可以均匀分布，天线具有很好的回波损耗性能和很大的工作带宽，完全满足第五代移动通信系统对天线的性能要求。
附图说明
图1是0阶谢尔宾斯基分形结构。
图2是1阶谢尔宾斯基分形结构。
图3是2阶谢尔宾斯基分形结构。
图4是1阶康托尔分形结构。
图5是2阶康托尔分形结构。
图6是π型分形折线示意图
图7是四条1阶的π型分形折线围成的分形折线雪花结构示意图。
图8是康托尔-分形折线雪花复合分形结构示意图。
图9是谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形辐射贴片结构示意图。
图10为本发明实施例的回波损耗(S11)性能图，图中的横坐标表示频率 Frequency(GHz)，纵坐标表示回波损耗强度(The return loss value of the antenna(dB))。
标号说明：1基板、2辐射贴片、3天线馈电点。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明：
一种三重复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构。
所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用谢尔宾斯基分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用康托尔-分形折线雪花复合分形结构替代。
所述康托尔-分形折线雪花复合分形结构使用康托尔分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用分形折线雪花结构替代。
谢尔宾斯基分形结构的迭代过程如图1-3所示，其初始单元为正方形贴片，按行列划分为9等分区域，将等分后居中的那个1/9区域挖空为正方形孔，剩下8个等分的正方形区域，则得到1阶谢尔宾斯基分形结构。将1阶谢尔宾斯基分形结构的8个正方形区域分别再按行列划分为9等分区域，再将各等分区域居中的那个1/9区域挖空为小正方形孔，则得到2阶谢尔宾斯基分形结构。按照这种方法继续迭代，则可得到高阶谢尔宾斯基分形结构。
康托尔分形结构的迭代过程如图4、5所示，其初始单元为正方形贴片，将其等分为四行四列十六个小正方形。去掉第一行第三个小正方形、第二行第一个小正方形、第三行第四个小正方形、第四行第二个小正方形，剩下十二个小正方形，即构成1阶康托尔分形结构。将1阶康托尔分形结构的每个小正方形再分别等分为四行四列十六个小小正方形。去掉第一行第三个小小正方形、第二行第一个小小正方形、第三行第四个小小正方形、第四行第二个小小正方形，得到2阶康托尔分形结构。按此迭代，可生成各高阶康托尔分形结构。
分形折线雪花结构如图6、7所示，它首先由四条图6所示的1阶的π型分形折线围成实心四边雪花结构，再从实心四边雪花结构中挖出一个各边边长为其一半的小型实心四边雪花结构，最后形成空心的分形折线雪花结构。
所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用至少2阶的谢尔宾斯基分形结构和至少1阶的康托尔分形结构。
所述分形折线雪花结构由四条至少1阶的π型分形折线所围而成。
天线馈电点最好位于所述谢尔宾斯基分形结构下侧边沿中心。
所述基板为微波陶瓷基板，其相对介电常数为16-20。所述基板的形状为矩形，尺寸最好是25mm±1mm×25mm±1mm，厚度为1mm±0.1mm。
所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形辐射贴片总尺寸最好是21.6mm±0.1mm×21.6mm±0.1mm。
所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
下面给出本实用新型的一具体实施例：
参见图9，本实施例上设有基板1、天线接地板和辐射贴片2，天线接地板和辐射贴片2分别贴合在基板的两面，天线接地板是全金属接地结构，辐射贴片2结构如图9所示。本发明实施例使用尺寸为21.6mm±0.1mm×21.6mm±0.1mm的2阶谢尔宾斯基分形结构作为基本结构，将其内部64个小正方形区域用用康托尔-分形折线雪花复合分形结构(如图8所示)替代，组成了谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形辐射贴片。康托尔-分形折线雪花复合分形结构使用1阶康托尔分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用分形折线雪花结构(如图7所示)替代。
基板为微波陶瓷基板，其相对介电常数为16-20。基板的形状为矩形，尺寸是25mm±1mm×25mm±1mm，厚度为1mm±0.1mm。
参见图10，图10给出了本发明实施例的回波损耗(S11)性能图。从图10可以看出，实测结果显示该款天线的谐振频率为4.72GHz，天线工作频带范围为3.197～5.244GHz，带宽为2.047GHz，在整个工作频带内天线回波损耗都低于-10dB，回波损耗最小值为-21.84dB。实测结果显示，该款天线完全覆盖了第五代移动通信的三个候选频段：3300～3400MHz、4400～4500MHz和4800～4990MHz。
本实用新型具有以下突出的优点和显著的效果：该款天线填补了国内外第五代移动通信天线产品的空白，是第一款能够完全覆盖第五代移动通信的三个候选频段的天线。天线尺寸只有25mm×25mm×1mm，可以放进各种移动通信终端产品。天线同时具备较低的回波损耗和高达2.047GHz的宽工作频带。本款 天线在第五代移动通信系统中具有广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种三重复合分形移动通信天线，其特征在于：它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构。
2.根据权利要求1所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用谢尔宾斯基分形结构作为基本结构，将谢尔宾斯基分形结构内部的小正方形金属区域用康托尔-分形折线雪花复合分形结构替代。
3.根据权利要求2所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述康托尔-分形折线雪花复合分形结构使用康托尔分形结构作为基本结构，将康托尔分形结构内部的小正方形金属区域用分形折线雪花结构替代。
4.根据权利要求2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述谢尔宾斯基-康托尔-分形折线雪花三重复合分形结构使用至少2阶的谢尔宾斯基分形结构和至少1阶的康托尔分形结构。
5.根据权利要求2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述分形折线雪花结构由四条至少1阶的π型分形折线所围而成。
6.根据权利要求2所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述谢尔宾斯基分形结构下侧边沿中心设有天线馈电点。
7.根据权利要求1、2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述基板为微波陶瓷基板，其相对介电常数为16-20。
8.根据权利要求1、2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述基板的形状为矩形，尺寸是25mm±1mm×25mm±1mm，厚度为1mm±0.1mm。
9.根据权利要求1、2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述辐射贴片的总尺寸是21.6mm±0.1mm×21.6mm±0.1mm。
10.根据权利要求1、2或3所述的三重复合分形移动通信天线，其特征在于：所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
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