[发明专利]一种双频EBG结构以及基于该双频EBG结构的微带天线

说明书

本发明公开了一种双频EBG结构，包括金属接地板、介质基板、周期性排列的多个EBG金属贴片和导电过孔构成，EBG金属贴片和金属接地板分别位于介质基板的上下表面，导电过孔设置在EBG金属贴片中心用于连接EBG金属贴片和金属接地板，EBG金属贴片的四周边缘蚀刻有四个关于EBG金属贴片中心对称分布的矩形细槽和四个四分之一圆环形槽。一种基于双频EBG结构的微带天线，包括微带贴片天线和加载在其周围的上述结构的双频EBG结构，微带贴片天线位于介质基板的上表面并且其采用的天线辐射贴片上蚀刻两个对称的矩形开槽和C形弯折枝节槽。通过在微带天线的四周加载EBG结构，抑制天线的表面波，提高天线的工作带宽，增加天线的增益同时降低天线的后向辐射。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体是一种双频EBG结构以及基于该双频EBG结构的微带天线。

背景技术

无线通信技术（Wireless Communication Technology, WCT），是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。无线通信包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米，但是微波的频带很宽，通信容量很大，微波通信每隔几十千米要建立一个微波中继站；卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或者多个地球站之间或者移动体之间建立微波通信联系。

众所周知，一切无线电设备都是靠无线电波来进行工作的，而电磁波的发射和接收都要通过天线来实现。天线作为无线通信系统的门户，其辐射性能的好坏将直接影响到系统的通信质量。天线在现代无线通信中的作用无可替代，对天线性能的要求也逐渐提高。然而，在提高天线系统辐射性能的同时，降低天线系统的剖面轮廓和节省空间距离又成为通信设备向小型化发展的“瓶颈”。如果只是一味地减小天线尺寸又会影响到天线的带宽、增益等性能，如何设计出在天线尺寸减小的同时又能兼顾良好辐射性能指标的小型化天线系统是一项亟待解决的问题。如果采用传统的方法，通过在天线的底部加载金属反射板来提高天线的增益，那么就会增加天线的高度，无形中增加了天线的剖面。随着无线通信的发展，移动设备要求小型化，多功能。传统的方法显然不符合无线通信的发展要求。

发明内容

EBG结构具有频率禁带的特性，在EBG的禁带范围内，电磁波无法传播。正是因为EBG结构具有频率禁带，如果微带天线的表面波的频率刚好落在EBG结构的频率禁带内，那么就可以抑制微带天线的表面波的传播，提高天线的带宽和增益，降低天线的后向辐射。

因此，为解决上述问题，本发明提供一种双频EBG结构以及基于该双频EBG结构的微带天线，解决了传统微带天线带宽窄，辐射效率低，背向辐射大的问题。

本发明采用的技术方案是：一种双频EBG结构，包括金属接地板、介质基板、周期性排列的多个EBG 金属贴片和导电过孔构成，所述EBG 金属贴片和金属接地板分别位于介质基板的上表面和下表面，所述导电过孔设置在EBG 金属贴片的中心用于连接EBG金属贴片和金属接地板，所述EBG 金属贴片的四周边缘蚀刻有四个关于EBG 金属贴片中心对称分布的矩形细槽和四个四分之一圆环形槽。

所述介质基板是材质为FR4，介电常数为4.4，厚度为2mm的PCB板。

一种基于上述双频EBG结构的微带天线，包括微带贴片天线和加载在微带贴片天线周围的双频EBG结构，所述双频EBG结构由金属接地板、介质基板、周期性排列的多个EBG金属贴片和导电过孔构成，所述EBG 金属贴片和金属接地板分别位于介质基板的上表面和下表面，所述导电过孔设置在EBG 金属贴片的中心用于连接EBG金属贴片和金属接地板，所述EBG 金属贴片的四周边缘蚀刻有四个关于EBG 金属贴片中心对称分布的矩形细槽和四个四分之一圆环形槽，所述微带贴片天线位于介质基板的上表面并且其采用的天线辐射贴片上蚀刻两个对称的矩形开槽和C形弯折枝节槽，在矩形开槽的边缘形成同轴馈电。

所述天线辐射贴片为长方形，所述导电过孔是圆柱形。