[发明专利]利用超材料的多频带及宽频带天线与包含其的通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及天线及包含其的通信装置，利用超材料的特性，在使天线尺寸进一步小型化的同时，使谐振频率更加容易调节，可以实现多频带及宽频带化。

背景技术

随着电子产业的进步和通信技术特别是无线通信技术的高度发展，随时随地可以与其他人进行语音及数据通信的各种无线通信终端被开发并广泛普及。

而且，为提高无线通信终端的便携性，正在研究旨在实现无线通信终端小型化的各种技术，例如，大规模集成电路元件的开发、电子电路板小型化方法等，无线通信终端使用目的也越来越多样化，因而开发了导航用终端、互联网用终端等执行多种功能的终端。

另一方面，无线通信技术中最重要技术之一是天线相关技术，目前使用的天线有同轴天线、拉杆天线、环形天线、波束天线、超增益天线等基于多种技术方法的天线。

特别是随着最近无线通信终端的便携化或小型化趋势如日中天，使天线小型化的技术必要性进一步增大，因此，提出了天线导线以螺旋线(helix)形态或弯折线(meander line)形态等构成的天线。

但是，上述提出的天线由于依赖于谐振频率，所以无法突破决定其尺寸的限度，天线越是小型化，为了在狭窄空间形成长度固定的天线，其形态就越发复杂。

为解决这种问题而提出的技术是利用了超材料(metamaterial)的天线技术。

其中，所谓超材料，是指人工设计成具有自然界一般无法找到的特殊电磁特性的物质或电磁结构，一旦将上述超材料的特性应用于天线，则具有了有利于天线尺寸小型化的特性。

本发明提出一种天线系统，通过利用这种超材料，从而可以实现更加小型化，实现多频带及宽频带化。

发明内容

为解决如上问题，本发明要实现的技术课题是，作为包含一个以上的利用了超材料特性的DNG单元的多频带及宽频带天线，提供一种更加小型化、谐振频率容易调节的天线及包含其的通信装置。

本发明的技术解决方案在于：

为实现上述技术课题，本发明一个实施例提供的多频带及宽频带天线包含：

在载体至少一部分上形成的馈电部；以及，在上述载体上形成，依靠上述馈电部馈电，起到CRLH-TL(Composite Right/Left Handed Transmission Line：复合左右手传输线)作用的至少一个DNG单元。

上述DNG单元形成2个，上述2个DNG单元中的第1DNG单元可在上述馈电部左侧形成，包含在上述载体至少一面上形成的第1贴片及第1短截线；上述2个DNG单元中的第2DNG单元可在上述馈电部的右侧形成，包含在上述载体至少一面上形成的第2贴片及第2短截线。

上述馈电部包含螺旋状的馈电线路，上述螺旋状的馈电线路与上述第1DNG单元保持第1距离间隔形成，对上述第1DNG单元执行耦合馈电，而对于上述第2DNG单元，则是直接连接，执行直接馈电。

在上述第2贴片的至少一部分上可以形成第2距离间隔。上述第1短截线及上述第2短截线可以接入在上述载体之外的另外基板上形成的接地面。

在上述馈电部、上述第1短截线、上述第2短截线中的至少一者与上述接地面之间，还可以形成电感器。

上述第2短截线可以是一端接入上述接地面、另一端接入上述第2贴片的螺旋状的短截线。

上述第1DNG单元的谐振频率由CRLH-TL结构的电抗成份决定，上述电抗成份可以由上述馈电线路的位置、上述馈电线路的宽度、上述馈电线路的长度、上述第1距离间隔、上述第1贴片的尺寸、上述载体的介电常数、上述载体的磁导率、上述载体的尺寸、上述第1短截线的位置、上述第1短截线的宽度、上述第1短截线的长度中的至少一者所调节。

上述第2DNG单元的谐振频率也由CRLH-TL结构的电抗成份决定，上述电抗成份可以由上述第2距离间隔、上述第2贴片的尺寸、上述载体的介电常数、上述载体的磁导率、上述载体的尺寸、上述第2短截线的位置、上述第2短截线的宽度、上述第2短截线的长度中的至少一者所调节。

上述第1DNG单元及第2DNG单元发生-1阶谐振、0阶谐振、+1阶谐振，上述第1DNG单元的0阶谐振、上述第2DNG单元的+1阶谐振、上述第1DNG单元的+1阶谐振中的至少两者可以结合，形成宽频带。

另一方面，为实现上述技术课题，本发明另一实施例可以提供包含上述多频带及宽频带天线的通信装置。

本发明的技术效果在于：

根据本发明，通过调节DNG单元的电抗成份，可以体现不依赖于天线长度的多频带及宽频带天线。