本發明屬于無線通信(xin)領域(yu)，具體涉及一種縫隙與枝節(jie)相結(jie)合的(de)天線。

背景技術：

近年來，無線(xian)通(tong)信(xin)產業的迅速發(fa)(fa)展(zhan)，對天(tian)線(xian)提(ti)出了很多新的研究方向，對各式各樣的移動終端天(tian)線(xian)的需求也(ye)在(zai)不斷的加大，這推動了現代(dai)通(tong)信(xin)天(tian)線(xian)的發(fa)(fa)展(zhan)。人們對于移動通(tong)信(xin)的要求越來越高(gao)，為此(ci)要求天(tian)線(xian)的性能指標朝著小尺(chi)寸、多頻(pin)帶寬(kuan)、高(gao)效能、低輻射的發(fa)(fa)展(zhan)，個人移動設備(bei)應用從GSM、DCS、PCS到3G,從GPS到Wi-Fi和(he)WiMax，通(tong)信(xin)頻(pin)段被劃分給各種應用，且頻(pin)段相互(hu)之間不連續。

諧振類(lei)天(tian)(tian)線(xian)在工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)頻(pin)帶內(nei)具(ju)有穩定的(de)(de)(de)阻抗特性(xing),尺(chi)寸相對于(yu)其它(ta)(ta)寬(kuan)(kuan)帶或口(kou)徑天(tian)(tian)線(xian)具(ju)有顯著優(you)勢,該類(lei)天(tian)(tian)線(xian)中的(de)(de)(de)縫隙天(tian)(tian)線(xian)和微帶天(tian)(tian)線(xian)具(ju)有低剖面、體積小(xiao)、易(yi)共(gong)形、易(yi)加(jia)工(gong)(gong)等特點，得到了廣泛(fan)的(de)(de)(de)應用，但是(shi)一些傳統的(de)(de)(de)無線(xian)通(tong)信(xin)天(tian)(tian)線(xian)，它(ta)(ta)們的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)帶寬(kuan)(kuan)相對較窄并(bing)且只(zhi)能覆蓋(gai)其中的(de)(de)(de)一個頻(pin)段，還存在著尺(chi)寸大(da)、加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本(ben)高(gao)等缺點。現在無線(xian)通(tong)信(xin)的(de)(de)(de)高(gao)速發展，為了減小(xiao)設計加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本(ben)，對于(yu)多頻(pin)帶寬(kuan)(kuan)頻(pin)化(hua)的(de)(de)(de)要求越來越高(gao)，因(yin)此覆蓋(gai)多頻(pin)段和工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)帶寬(kuan)(kuan)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)化(hua)天(tian)(tian)線(xian)成(cheng)為無線(xian)通(tong)信(xin)系(xi)統中迫切的(de)(de)(de)需(xu)求。

縫(feng)隙(xi)天(tian)(tian)(tian)線(xian)即在金屬(shu)(shu)貼片(pian)上開(kai)縫(feng)或(huo)槽，變更(geng)金屬(shu)(shu)貼片(pian)原來共振(zhen)模態(tai)的(de)(de)電流分(fen)布，來獲(huo)得天(tian)(tian)(tian)線(xian)的(de)(de)多頻(pin)特性(xing)，通過改變貼片(pian)表面的(de)(de)電流路徑，增大電長(chang)度從而達(da)到天(tian)(tian)(tian)線(xian)小型化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)；枝節(jie)天(tian)(tian)(tian)線(xian)設計(ji)思路明確，方法簡單，并且(qie)頻(pin)帶(dai)相互獨(du)立，頻(pin)帶(dai)間的(de)(de)隔離(li)也較好，正(zheng)是(shi)這(zhe)兩種天(tian)(tian)(tian)線(xian)的(de)(de)優(you)點，也就是(shi)能夠用于(yu)天(tian)(tian)(tian)線(xian)小型化(hua)填充有限空間設計(ji)的(de)(de)一(yi)個關鍵原因。

技術實現要素：

本(ben)發明的目的在于提供一種縫隙與枝節天線及其(qi)設計方法，以(yi)實現結(jie)構(gou)簡單(dan)、體積(ji)小、重量輕、剖(pou)面低、多頻段(duan)、帶(dai)寬(kuan)寬(kuan)和易于集成等功能。

為了解決以上技術問題(ti)，本發明采用的具體技術方案(an)如下(xia)：

一(yi)種縫隙(xi)(xi)與枝節(jie)天(tian)線(xian)(xian)(xian)，包括(kuo)介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)，位于介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)（1）一(yi)面(mian)上(shang)的(de)主(zhu)輻(fu)射(she)(she)(she)單(dan)元(yuan)、位于介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)（1）另一(yi)面(mian)上(shang)饋源端(duan)（8）的(de)接(jie)地(di)(di)板(ban)(ban)（9），其(qi)特征在于：所(suo)(suo)述主(zhu)輻(fu)射(she)(she)(she)單(dan)元(yuan)（2）為(wei)直(zhi)角(jiao)三角(jiao)形，保證了天(tian)線(xian)(xian)(xian)具有相(xiang)應的(de)圓極化特性；所(suo)(suo)述主(zhu)輻(fu)射(she)(she)(she)單(dan)元(yuan)（2）通(tong)過饋線(xian)(xian)(xian)（7）連接(jie)到饋源端(duan)（8）；所(suo)(suo)述接(jie)地(di)(di)板(ban)(ban)（9）為(wei)直(zhi)角(jiao)三角(jiao)形；接(jie)地(di)(di)板(ban)(ban)（9）不(bu)完全覆(fu)蓋介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)，接(jie)地(di)(di)板(ban)(ban)的(de)高(gao)度設(she)置(zhi)以(yi)保證天(tian)線(xian)(xian)(xian)工作頻段為(wei)0.83GHz-1.606GHz、1.86GHz-2.24GHz和(he)2.40GHz-2.54GHz；饋線(xian)(xian)(xian)（7）為(wei)被彎曲處理過的(de)，以(yi)減小介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)的(de)大小；所(suo)(suo)述主(zhu)輻(fu)射(she)(she)(she)單(dan)元(yuan)上(shang)設(she)有三個縫隙(xi)(xi)結構以(yi)及一(yi)個枝節(jie)結構，縫隙(xi)(xi)的(de)大小與枝節(jie)的(de)大小設(she)置(zhi)以(yi)保證所(suo)(suo)述天(tian)線(xian)(xian)(xian)的(de)工作頻段為(wei)0.83GHz-1.606GHz、1.86GHz-2.24GHz和(he)2.40GHz-2.54GHz；所(suo)(suo)述介(jie)質基(ji)板(ban)(ban)（1）為(wei)矩形，主(zhu)輻(fu)射(she)(she)(she)單(dan)元(yuan)（2）與接(jie)地(di)(di)板(ban)(ban)（9）為(wei)直(zhi)角(jiao)三角(jiao)形。

一種所述縫(feng)隙與枝節(jie)天線的(de)設(she)計方法，其特(te)征在于包括以(yi)下步(bu)驟：

步驟一(yi)，利用微帶貼片曲(qu)流技(ji)術，對主輻射單元進行三次(ci)開槽設計；

在(zai)微帶(dai)天線(xian)貼片表面開(kai)不(bu)同形(xing)式的(de)(de)(de)槽或者縫隙時(shi)，原(yuan)有(you)電(dian)流(liu)(liu)繞槽邊曲(qu)折流(liu)(liu)過，即(ji)電(dian)流(liu)(liu)路(lu)徑變長(chang)，這(zhe)相當于在(zai)天線(xian)的(de)(de)(de)等(deng)效電(dian)路(lu)中引入級聯(lian)電(dian)感，使得諧振頻(pin)率降低，從而能(neng)夠減小天線(xian)的(de)(de)(de)尺寸，同時(shi)又(you)能(neng)引入新的(de)(de)(de)諧振頻(pin)率，實現了(le)天線(xian)的(de)(de)(de)多頻(pin)特(te)性。本設計(ji)針對這(zhe)一特(te)點經過大量的(de)(de)(de)仿真(zhen)與計(ji)算最終選擇(ze)了(le)三次開(kai)槽，從而增加了(le)表面電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu)路(lu)徑。

步驟(zou)二，在(zai)主輻射單元(yuan)電(dian)流(liu)密(mi)度較強處(chu)進行(xing)加載枝(zhi)節處(chu)理，枝(zhi)節形狀為(wei)矩形；或(huo)通(tong)過(guo)改變(bian)貼片(pian)表面的(de)電(dian)流(liu)路徑(jing)，從而(er)在(zai)有(you)限的(de)貼片(pian)尺寸下產生了更多的(de)頻帶；

步(bu)驟(zou)三，通過Ansoft HFSS對接地(di)板尺(chi)寸參數進行優化，接地(di)板形狀(zhuang)為直角三角形結構。

本設計對介質基板下增加了接(jie)地板，接(jie)地板形(xing)(xing)狀(zhuang)為直角三角形(xing)(xing)，改變了與主輻射單元的電磁(ci)效(xiao)應。

本(ben)(ben)(ben)發(fa)明(ming)具有有益效果。本(ben)(ben)(ben)發(fa)明(ming)通過(guo)使用(yong)微帶(dai)貼(tie)片曲(qu)流技(ji)術與枝節(jie)加(jia)(jia)載理論(lun)結合，達到了(le)現代多頻段天線(xian)的以滿足(zu)結構簡(jian)單、體(ti)積小(xiao)、重(zhong)量(liang)輕、剖(pou)面(mian)低、多頻段、帶(dai)寬(kuan)(kuan)寬(kuan)(kuan)和(he)易于(yu)集成等特點，克服(fu)了(le)傳統多頻段天線(xian)形式尺(chi)寸(cun)大(da)、加(jia)(jia)工成本(ben)(ben)(ben)高、剖(pou)面(mian)高或機(ji)械加(jia)(jia)工精度要求(qiu)高等缺陷。

附圖說明

圖1 為本設計的結(jie)構正面(mian)示(shi)意圖。

圖2 為本(ben)設計(ji)的結構背面(mian)示意圖。

圖3 為(wei)HFSS仿(fang)真與加工的實物經過矢(shi)量網絡分析儀測量后(hou)的S11參數(shu)對(dui)比圖。

圖(tu)(tu)4 為(wei)HFSS仿(fang)真與加工的實物經過矢量網(wang)絡分析儀測(ce)量后的VSWR參數對比(bi)圖(tu)(tu)。

圖中(zhong)：1介質基板，2主輻射單(dan)元，3 L型(xing)槽A、4 L型(xing)槽B，5 枝節，6 h型(xing)槽，7 饋(kui)線，8饋(kui)源端，9接地板。

具體實施方式

下面結合(he)附圖對本(ben)發明技術方案做進一(yi)步(bu)詳細(xi)說明。

圖1為(wei)本發(fa)明天線(xian)(xian)的正(zheng)面(mian)示意圖。介質基板1為(wei)Rogers 4003C，介電(dian)(dian)常數為(wei)3.55的材料構成，對(dui)主輻(fu)射(she)(she)單(dan)(dan)元(yuan)2進行(xing)三(san)次縫隙與(yu)一次枝(zhi)節(jie)操作，得(de)到的L型(xing)槽A、L型(xing)槽B、枝(zhi)節(jie)、h型(xing)槽，改變了(le)主輻(fu)射(she)(she)單(dan)(dan)元(yuan)表面(mian)電(dian)(dian)流的路徑，為(wei)在主輻(fu)射(she)(she)單(dan)(dan)元(yuan)2上開的L型(xing)槽A、L型(xing)槽B、h型(xing)槽以及(ji)添加枝(zhi)節(jie)5形成電(dian)(dian)流，與(yu)主輻(fu)射(she)(she)單(dan)(dan)元(yuan)相連接的饋(kui)線(xian)(xian)7與(yu)饋(kui)源端8相連接對(dui)整個天線(xian)(xian)進行(xing)饋(kui)電(dian)(dian)。

圖(tu)2為本發明天線的(de)背面結(jie)構(gou)。其中(zhong)接地板9為直角(jiao)三角(jiao)形形狀。與(yu)主(zhu)輻射單元2相互作用(yong)改變空(kong)間(jian)的(de)電(dian)磁分(fen)布.

圖(tu)3和(he)圖(tu)4分別(bie)為本發明(ming)天線的(de)HFSS仿(fang)真與加工的(de)實(shi)物經過(guo)矢(shi)量網(wang)絡分析儀測量后的(de)S11和(he)VSWR參數對比圖(tu)。

以上的(de)(de)操(cao)作(zuo)都(dou)是為(wei)了使天(tian)線工作(zuo)在0.83GHz-1.606GHz、1.86GHz-2.24GHz和2.40GHz-2.54GHz頻段中(zhong)。通(tong)(tong)過仿真(zhen)和測試得出該分形天(tian)線有(you)三(san)個工作(zuo)頻段，其中(zhong)第(di)(di)一頻段的(de)(de)絕對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)776MHz（0.83GHz-1.606GHz）,相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)中(zhong)心頻率(lv)1.2GHz的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)75%，第(di)(di)二頻段的(de)(de)絕對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)380MHz(1.86GHz-2.24GHz),相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)于(yu)中(zhong)心頻率(lv)2.05GHz的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)19.5%,第(di)(di)三(san)頻段的(de)(de)絕對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)80MHz(2.40GHz-2.54GHz),相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)于(yu)中(zhong)心頻率(lv)2.5GHz的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)為(wei)5.6%。本發明設計的(de)(de)天(tian)線具有(you)三(san)頻段、高帶(dai)(dai)(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)效果，覆(fu)蓋(gai)了第(di)(di)二代移動(dong)通(tong)(tong)信(xin)(xin)GSM900(890MHz-909MHz及(ji)(ji)935MHz-954MHz)/CDMA(870MHz-885MHz)，第(di)(di)三(san)代移動(dong)通(tong)(tong)信(xin)(xin)TD-SCDMA(2110MHz-2025MHz)/WCDMA(1940MHz-1955MHz及(ji)(ji)2130MHz-2145 MHz)/CDMA2000(1920MHz-1935MHz)/UMTS(1885MHz-2025MHz 及(ji)(ji)2110MHz-2200 MHz)，第(di)(di)四代移動(dong)通(tong)(tong)信(xin)(xin)TD-LTE(1880MHz -1890 MHz)/FDD-LTE(1860MHz -1875MHz)，并且可(ke)以應用于(yu)WLAN(2400MHz-2484MHz)等無線通(tong)(tong)信(xin)(xin)頻段。