[实用新型]一种基于超材料介质基板的矩形微带天线

说明书

本实用新型公开了一种基于超材料介质基板的矩形微带天线，其特征在于：包括顶层介质板(1)、底层介质板(2)、矩形贴片(3)和类蝶形超材料单元阵列(4)；构成超材料单元阵列的类蝶形材料单元包括介质板(14)及印刷在介质板(14)上的类蝶形贴片(15)；类蝶形贴片(15)由类蝶形两翼的贴片(11、11’)、中间的镂空菱形贴片(12)和两翼贴片(11、11’)中间的两个镂空梯形贴片(13、13’)构成。本实用新型将类蝶形超材料结构放置在普通矩形微带贴片天线的介质板中间来间接改变介质基片的介电常数等基本参数，改善微带天线的性能；具有尺寸小，结构简单，易加工，高增益，低损耗等优点。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种基于超材料介质基板的矩形微带天线。

背景技术

超材料被定义为在某些频段内同时具有负介电常数和负磁导率，由周期性尺寸远远小于工作波长的人工单元结构组成，这类材料可呈现天然材料所不具备的超常物理性能。

随着信息技术的飞速发展，无线通信技术因其不受地理环境的约束可以随时随地进行信息传输与交换，被广泛应用于人们生活和社会发展的方方面面，同时无线通信方式的多样化极大的便利了人们的生活和工作。在随处可见的无线通信系统中，信息往往是通过无线电磁波进行传输，而天线做为无线通信系统中的重要构成部分，其好坏直观地影响到无线通信的效率和质量。而伴随着当今各类通信系统的飞速成长，业界对天线的多项性能和指标同时达成的渴望也愈加浓烈，良好的性能参数需要在天线的设计中开发更加新颖特异的结构，并且需要更具高品质的板材来支持天线设计，显而易见，天线的成本在无形中大幅度的提升了。但是，超材料的出现使得这一问题找到了可行的办法，通过设计超材料的加载，可以使制作天线的成本得以控制的同时提升天线的多项性能参数，因此，将超材料和天线有效的结合，以此来提高天线性能参数的研究存在着深远的价值和意义。

近年来，众多学者将超材料应用于天线设计，取得了很多实质性的进展。超材料作为一种全新的人工电磁材料，由于其具有负的折射率、负的群速度、逆多普勒效应等一系列奇特的物理性质，将其应用于传统的天线设计中，可显著的改善天线的工作性能，如提高增益、增加带宽、小型化、实现多频段以及降低天线间的耦合等等。值得注意的是，基于超材料的新型天线不仅能改善其某一个指标，同时还能提髙多个指标。

本发明一种基于超材料介质基板的矩形微带天线，将类蝶形超材料结构放置在普通矩形微带贴片天线的介质板中间来间接改变介质基片的介电常数等基本参数，通过不断增加类蝶形超材料单元的个数，可以从仿真数据清楚的观察到微带天线的带宽、阻抗和辐射效率等性能有不断改善。

本发明内容，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超材料介质基板的矩形微带天线，基于超材料介质基板的矩形微带天线包括顶层介质板（1）、底层介质板（2）、矩形贴片（3）和类蝶形超材料单元阵列（4）。

所述基于超材料介质基板的矩形微带天线，在普通矩形微带天线介质基片的正下方增加一层与原有介质基片一模一样的介质基片，并将超材料单元阵列放置于微带贴片天线正下方的两层介质基片中间，超材料单元阵列个数可以为 1、3、9、16 和 25。

所述一种基于超材料介质基板的矩形微带天线，构成超材料单元阵列的类蝶形材料单元包括介质板（14）及印刷在介质板（14）上的类蝶形贴片（15）；类蝶形贴片（15）由类蝶形两翼的贴片(11、11’)、中间的镂空菱形贴片（12）和两翼贴片(11、11’)中间的两个镂空梯形贴片（13、13’）构成；类蝶形两翼的贴片(11、11’)沿中间的菱形贴片（12）对称设置，并朝外侧开口（16、16’）; 镂空菱形贴片（12）各边长长度相等;两翼贴片(11、11’)中间的两个镂空梯形贴片（13、13’）沿中间的菱形贴片（12）对称设置，向内侧开口（17、17’），开口方向与两翼贴片的开口方向相反，开口尺寸相同。