[发明专利]一种应用于无线通信终端的高效率电小平面环天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种应用于无线通信终端的高效率电小环天线。

背景技术

近来年无线通信技术的迅猛发展对于天线设计提出了越来越高的要求。现代移动通信终端设备例如手机、PDA、笔记本等留给天线的空间极为有限，设计体积紧凑同时又能高效率辐射的小型化天线一直是天线工程人员孜孜以求的目标。理论上，匹配良好同时又具有高辐射效率的电小天线是该类应用的最佳选择，然而，传统的电小天线自身微弱的辐射电阻和巨大的辐射电抗使其很难与常用的50欧姆特性阻抗传输线匹配，同时由于天线的电小尺寸其辐射效率受到了Chu极限的限制，其小尺寸和高效率难以两全。最近，Ziolkowski等人基于新型人工电磁介质(metamaterial)的新颖特性提出了一系列的电小天线，包括电小单极天线、电小环天线等，它们都能够直接用50欧姆传输线馈电并保持高辐射效率。然而，这些电小天线都属于立体结构类型，难以直接应用于基于平面微波电路的大多数移动通信终端。

发明内容

本发明的目的是为设计未来小型无线通信终端天线提供方便，克服现有电小天线技术中普遍存在的匹配困难以及辐射效率不高等不足，提供一种具有电小尺寸，可由50欧姆馈线直接馈电同时又具有高辐射效率和良好辐射方向图的平面环天线。

本发明的天线由金属薄片构成，包括位于左上角的交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)、包围在交指电容加载辐射环(02)和馈电耦合小环(03)周围的地平面(04)三个部分。

天线总体为长方体结构，长度为L_G，λ/2.1≤L_G≤λ/1.7，宽度为W_G，λ/4.5≤W_G≤λ/4.9，厚度为d，λ/200≤d≤λ/150，λ为天线工作频率对应的真空波长。

天线的交指电容加载辐射环和馈电耦合小环两个部分均位于天线的一角，其余部分为地平面。交指电容加载辐射环是指中部刻蚀有交指状电容的半矩形环，其长度为L_cll，λ/8.3≤L_cll≤λ/8.7，宽度为W_cll，λ/20≤W_cll≤λ/15，构成半环的金属线自身宽度为d_cll，λ/95≤d_cll≤λ/85。交指电容为两组(共四根)细金属线交错正对构成，长度为L_ic，λ/50≤L_ic≤λ/40，构成交指电容的金属线宽度为d_ic，λ/650≤d_ic≤λ/600。馈电耦合小环位于交指电容加载辐射环之内，其中一端留出一小段缺口以便用同轴传输线馈电，小环长度为L_f，λ/22≤L_f≤λ/20，宽度为W_f，λ/42≤W_f≤λ/38，构成小环的金属线自身宽度为d_f，λ/170≤d_f≤λ/160。交指电容加载辐射环的下方留出一段空隙，将辐射体与地平面隔离，空隙长度为W_cll，宽度为L_b，λ/40≤L_b≤λ/35。

本发明具有尺寸电小，辐射效率高、易于共形、馈电简单和易于大规模加工制作等优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图，1-1为1-2的局部放大图。

图2为本发明的仿真和实测反射系数图。

图3为本发明实测的二维方向图。

附图标记说明：01金属辐射体；02交指电容加载辐射环；03馈电耦合小环；04金属地平面；05交指电容。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。