[发明专利]带同心串接环控制的多阶六角密堆积超宽带微带天线

说明书

带同心串接环控制的多阶六角密堆积超宽带微带天线，设有基板，基板的覆铜面上表面设有辐射贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板；左右侧矩形金属接地板对称分布在阻抗匹配输入传输线的两侧；下方馈入的阻抗匹配传输线的另一端与辐射贴片第一阶基本单元相连，阻抗匹配传输线的左右两侧设有矩形金属接地板；辐射贴片结构由内嵌同心串接环控制的密堆积正六角形环基本单元由下向上逐阶垒叠延伸形成，同心串接环控制的正六角形环基本单元由内外边缘为正六角形的外环内嵌一个同心圆环组成，内同心圆环由上下两段电感桥枝节连接到外六角环；正六角形环的外轮廓平面密堆积形成联通的带多元电磁内圆环控制的多阶辐射单元。

技术领域

本发明涉及超宽带微带天线，尤其是涉及带同心串接环控制的多阶六角密堆积超宽带微带天线。

背景技术

超宽带天线历史源远流长，1898年，英国科学家Lodge就提出了宽频双锥天线，随后超宽带天线设计技术不断发展，从1939年Cater改进双锥天线并设计了圆锥单极子天线到1948年Brillouin引入同轴喇叭天线，再到20世纪50年代提出的平面螺旋天线、对数周期天线等。现如今超宽带天线研究主要集中在具有小型化、低剖面、易加工、易共形等优点的平面印刷微带天线上^[1]。MIMO天线的研究历史相对很迟，前期各国学者研究主要致力于MIMO通信传输信号编码算法和多信道传播模型建立上，直到2006年，Manteghi等人^[2]首次提出两单元及四单元的MIMO天线。UWB-MIMO天线的相关研究主要集中在小型化、多端口、可陷波、高隔离度等方向。

2012年，Shuai Zhang等人^[3]提出的小型二元UWB-MIMO天线，不仅利用不同辐射模式和极化分集提升两天线单元的隔离度，还通过单极子辐射贴片和另一天线的接地面形成的去耦槽进一步降低耦合，其隔离度超过-26dB。2014年，Sharma M等人^[4]设计了一款共面波导馈电的UWB-MIMO天线，缺陷地结构(DGS)被引入天线可以显著降低MIMO天线单元间的相关系数，提升隔离度。2016年Verma A K等人^[5]提出一款单面扳手形UWB-MIMO天线^[6]，为了增强隔离度，矩形槽和Y形结构被引入到地面的中心，但仅覆盖了部分UWB频段：4.2～9.0GHz，该天线从4.20～5.20GHz隔离度低于-16dB，而5.20GHz以上频段的隔离度可优于-21dB。同年，Zhang S等人^[7]通过在UWB-MIMO天线引入中和线结构减少单元间的相互耦合^[1]，工作频段仅为3.1～5.0GHz，但其隔离度优于-22dB。

基于以上国内外关于左手材料结构以及UWB-MIMO天线的研究现状的调研，可以看出左手材料在UWB-MIMO天线中的设计还非常少，大部分利用SRR或CSRR结构进行阻带结构设计，MIMO天线隔离度提升存在一定难度。所以，探究具有特定性能的左手材料结构以及结合左手材料单元的小型化、陷波、高隔离度UWB-MIMO天线具有很重要的科研价值和实践意义。

参考文献：

[1]阮成礼.超宽带天线理论与技术[M].哈尔滨工业大学出版社,2006.

[2]Manteghi M,Rahmat-Samii Y.Novel compact tri-band two-element andfour-element MIMO antenna designs[C]//Antennas and Propagation SocietyInternational Symposium 2006,IEEE.IEEE,2006:4443-4446.