[发明专利]天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，更具体地说，涉及一种基于超材料原理设计的天线装置。

背景技术

随着无线通信技术的日益发展，使无线通讯电子设备同时进行多个不同频段通讯需求日益增强。现有无线通讯电子设备一般采用多根射频天线。然而这些天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。这些指标极限的基本原理使得天线的小型化技术难度远远超过了其它器件，而由于射频器件的电磁场分析的复杂性，逼近这些极限值都成为了巨大的技术挑战。比如，传统的终端通信天线主要基于电单极子或偶极子的辐射原理进行设计，最常用的平面反F天线(PIFA)。传统天线的辐射工作频率直接和天线的尺寸正相关，带宽和天线的面积正相关，使得天线的设计通常需要半波长的物理长度。

在一些更为复杂的电子系统中，天线需要多模工作，就需要在馈入天线前额外的阻抗匹配网络设计。但阻抗匹配网络额外的增加了电子系统的馈线设计、增大了射频系统的面积同时匹配网络还引入了不少的能量损耗，很难满足低功耗的系统设计要求。在系统无线系统设计时，往往给天线设置的空间相对来说非常有限，随着现代设备的通讯信息流量的增加，单天线的无法满足现有设备的要求，因此利用多天线可以解决这个瓶颈，但是多天线设置于一体，容易使得天线相互干扰，隔离度很低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，突破传统天线设计的框架，当多天线的设置于一体，减少使得多个天线相互干扰，提高隔离度以满足无线电子设备要求。因此，本发明提供一种基于超材料原理设计的天线装置。

一种天线装置包括：

一介质基板，包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；

第一天线单元，包括设置于所述介质基板上的一第一金属结构；及

第二天线单元，包括设置于所述介质基板上的一第二金属结构。

进一步地，所述第一天线单元还包括第一馈线、第一接地单元、第二接地单元及第三接地单元；所述第一金属结构、第一馈线、第一接地单元及第二接地单元设置于介质基板的第一表面；第三接地单元设置于介质基板的第二表面。

进一步地，所述第一接地单元、第二接地单元及第三接地单元上设置有金属化孔。

进一步地，所述第二天线单元还包括第二馈线、第五接地单元及第六接地单元，所述第二金属结构、第二馈线及第五接地单元设置于介质基板的第一表面；第六接地单元设置于介质基板的第二表面。

进一步地，所述第五接地单元和第六接地单元上设置有金属化孔。

进一步地，所述第一天线单元还包括第四接地单元和同轴电缆。

进一步地，所述第一金属结构和所述第二金属结构均包括开口谐振环金属结构。

进一步地，所述第一金属结构和所述第二金属结构相同。

进一步地，所述第一金属结构和所述第二金属结构不相同。

进一步地，所述第一金属结构和所述第二金属结构包括衍生、复合或组阵得到的同类功能的金属结构。

相对现有技术，基于人工电磁材料原理，使得在面积较小的介质基板上设置多个天线单元，同时通过提高多天线之间隔离度，进一步满足高吞吐量的无线设备，突破了单天线的技术瓶颈。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明天线装置的相对两表面的俯视图；

图2为图1所示天线装置的第一天线单元平面图；

图3为图1所示天线装置的第二天线单元平面图；

图4为图1所示天线装置的背面俯视图；

图5a为本发明电磁波辐射接收单元包含的一种开口谐振环金属结构平面图；

图5b为图5a所示开口谐振环金属结构的一种互补式金属结构平面图；

图6a为本发明电磁波辐射接收单元包含的一种螺旋线金属结构平面图；

图6b为图6a所示螺旋线金属结构的一种互补式金属结构平面图；

图7a为本发明电磁波辐射接收单元包含的一种弯折线金属结构的平面图；

图7b为图7a所示弯折线金属结构的一种互补式金属结构平面图；

图8a为本发明电磁波辐射接收单元包含的一种开口螺旋环金属结构的平面图；

图8b为图8a所示开口螺旋环金属结构的一种互补式金属结构平面图；

图9a为本发明电磁波辐射接收单元包含的一种双开口螺旋环金属结构平面图；

图9b为图9a所示双开口螺旋环金属结构的一种互补式金属结构平面图；