專(zhuān)利名稱(chēng)：含有負(fù)磁導(dǎo)率材料的手機(jī)天線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式平面倒置F型手機(jī)天線(xiàn)，特別是涉及一種利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的禁帶效應(yīng)削弱天線(xiàn)的表面波損耗，抑制寄生輻射，提高電磁波發(fā)射接收能力和靈敏度的手機(jī)天線(xiàn)。
背景技術(shù)：
平面倒置F型天線(xiàn)，微帶天線(xiàn)及環(huán)天線(xiàn)等天線(xiàn)作為手機(jī)的收發(fā)天線(xiàn)主要是利用它們的低輪廓和易共形特性。即使用這種天線(xiàn)作為手機(jī)收發(fā)天線(xiàn)時(shí)，天線(xiàn)系統(tǒng)所占的空間較小，易于攜帶和操作，同時(shí)減少天線(xiàn)的制造成本，可以實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、低輪廓的要求。然而眾所周知，天線(xiàn)的尺寸越小，天線(xiàn)的效率越低，帶寬越窄。因此這些天線(xiàn)作為手機(jī)的收發(fā)天線(xiàn)時(shí)，天線(xiàn)本身的表面波損耗及天線(xiàn)向手機(jī)本體泄漏高頻電流造成的寄生輻射會(huì)降低天線(xiàn)的訊號(hào)接收能力和靈敏度，影響手機(jī)通話(huà)質(zhì)量及對(duì)人體造成傷害。
自然界中存在的材料的磁導(dǎo)率均為正值，然而在1999年，Pendry研究發(fā)現(xiàn)，按一定周期性排列的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)的電磁響應(yīng)行為與磁性材料相似，且該結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的磁導(dǎo)率μ在特定頻率范圍內(nèi)為負(fù)值。隨后研究發(fā)現(xiàn)在金屬開(kāi)口諧振環(huán)的磁導(dǎo)率μ為負(fù)值的頻率范圍內(nèi)，電磁波被抑制，材料出現(xiàn)電磁禁帶效應(yīng)。因而負(fù)磁導(dǎo)率材料在濾波器、無(wú)線(xiàn)電通信、超敏感傳感器、醫(yī)學(xué)診斷成像等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的電磁禁帶效應(yīng)能夠很好的削弱手機(jī)天線(xiàn)的表面波損耗，抑制寄生輻射，提高手機(jī)天線(xiàn)的訊號(hào)接收能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的電磁禁帶效應(yīng)削弱天線(xiàn)的表面波損耗，抑制手機(jī)本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線(xiàn)二次激發(fā)，增強(qiáng)天線(xiàn)的發(fā)射接收信號(hào)電平，提高天線(xiàn)靈敏度的內(nèi)置式手機(jī)天線(xiàn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種含有負(fù)磁導(dǎo)率材料的內(nèi)置式平面倒置F型天線(xiàn)，用于裝設(shè)在手機(jī)內(nèi)。該平面倒置F型天線(xiàn)的發(fā)射部是兩種成分的組合，即一L形貼片和一矩形貼片。其中L形貼片適合收發(fā)GSM規(guī)格(900MHz)的電磁波信號(hào)，矩形貼片適合收發(fā)DCS規(guī)格(1800MHz)的電磁波信號(hào)。又，L形、矩形金屬貼片刻蝕在天線(xiàn)基板上，基板的另一面是刻蝕比倒置F型貼片面積稍大的金屬作為接地板。L形、矩形金屬貼片采用阻抗50Ω的同一根同軸電纜饋電，同軸線(xiàn)外導(dǎo)體連接接地平板，內(nèi)導(dǎo)體連接天線(xiàn)輸入/出端。在天線(xiàn)輸入/出端旁設(shè)有金屬短路銷(xiāo)釘，金屬短路銷(xiāo)釘連于金屬接地平板，以消除L形、矩形金屬貼片之間的耦合。兩個(gè)不同尺寸的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)陰刻在接地板上，使它們出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率分別在900MHz和1800MHz，利用金屬開(kāi)口諧振環(huán)的電磁禁帶效應(yīng)削弱天線(xiàn)的表面波損耗，抑制手機(jī)本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線(xiàn)二次激發(fā)。因此天線(xiàn)的電磁波發(fā)射及接收能力被提高，天線(xiàn)的靈敏度得到改善。本發(fā)明采用廉價(jià)材料(如金屬銅、聚四氟乙烯、印刷電路板等材料)來(lái)制造，且可以在天線(xiàn)的接地板上陰刻金屬開(kāi)口諧振環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)磁導(dǎo)率效應(yīng)，因此具有成本低，低拋面，易共形，體積小的特點(diǎn)。


本發(fā)明的其它技術(shù)內(nèi)容、特征及優(yōu)點(diǎn)，在以下配合參考附圖的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚的呈現(xiàn)，在附圖中圖1具有禁帶效應(yīng)的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)的構(gòu)造示意2具有禁帶效應(yīng)的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)的微波透射曲線(xiàn)圖3平面倒置F型天線(xiàn)的構(gòu)造示意4接地板上陰刻六邊形開(kāi)口諧振環(huán)的平面倒置F型天線(xiàn)的構(gòu)造示意圖具體實(shí)施方式
參閱圖3、圖4，本發(fā)明的含有負(fù)磁導(dǎo)率材料的平面倒置F型天線(xiàn)4包含一接地部31、一由L形貼片321和矩形貼片322組成的平面倒置F型金屬貼片32、一天線(xiàn)基板33、一天線(xiàn)輸入/出端34、三個(gè)金屬短路銷(xiāo)釘35、負(fù)磁導(dǎo)率材料41。
該接地部31，其為刻蝕在天線(xiàn)基板33上的矩形金屬銅片，面積大于平面倒置F型金屬貼片32的面積，它提供電路接地的特性。
該平面倒置F型金屬貼片32，是刻蝕在與接地部31相對(duì)的天線(xiàn)基板33的另一面，以適于感應(yīng)電磁波訊號(hào)。
該天線(xiàn)輸入/出端34，其與阻抗50Ω的同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接，以對(duì)平面倒置F型金屬貼片32輸入/出高頻電流。
該金屬短路銷(xiāo)釘35，其設(shè)在天線(xiàn)輸入/出端34旁，且連于金屬接地平板，以消除L形、矩形金屬貼片之間的耦合。
該具有禁帶效應(yīng)的負(fù)磁導(dǎo)率材料41，是陰刻在接地板上的兩個(gè)不同尺寸的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)，使它們出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率分別在900MHz和1800MHz，且尺寸較大的環(huán)的電磁禁帶范圍為850MHz～1000MHz，尺寸較小的環(huán)的電磁禁帶范圍為1700MHz～1900MHz。
應(yīng)用時(shí)，主要是利用平面倒置F型金屬貼片32的組成部分L形貼片321感應(yīng)四分之一波長(zhǎng)電磁波的低頻訊號(hào)，利用矩形貼片322感應(yīng)二分之一波長(zhǎng)電磁波的高頻訊號(hào)，以實(shí)現(xiàn)手機(jī)雙頻的目的。而具有禁帶效應(yīng)的兩個(gè)不同尺寸的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)，在手機(jī)天線(xiàn)輻射的電磁波激勵(lì)下會(huì)產(chǎn)生電磁禁帶效應(yīng)，且電磁禁帶的中心頻率與手機(jī)天線(xiàn)的工作頻率一致。因此削弱天線(xiàn)的表面波損耗，抑制手機(jī)本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線(xiàn)二次激發(fā)，這樣參與天線(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的電磁波能量大大增加，天線(xiàn)的接收能力和靈敏度得到提高。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和材料的性能由實(shí)施例和

實(shí)施例一采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線(xiàn)的接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸六邊形開(kāi)口諧振環(huán)(圖1(a))。對(duì)應(yīng)L形貼片的六邊形開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝12.00-12.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝25.00-26.50mm，開(kāi)口為g＝2.85-3.00mm，線(xiàn)寬為c＝4.55-4.80mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在900MHz。對(duì)應(yīng)矩形金屬貼片的六邊形開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝6.20-6.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝13.20-13.70mm，開(kāi)口為g＝1.50-1.55mm，線(xiàn)寬為c＝2.40-2.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實(shí)施例二采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線(xiàn)的接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸方形開(kāi)口諧振環(huán)(圖1(b))。對(duì)應(yīng)L形貼片的方形開(kāi)口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長(zhǎng)為1＝34.80-36.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝3.48-3.65mm，開(kāi)口為g＝3.48-3.65mm，線(xiàn)寬為c＝3.48-3.65mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在900MHz。對(duì)應(yīng)矩形金屬貼片的方形開(kāi)口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長(zhǎng)為1＝18.10-19.10mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.81-1.91mm，開(kāi)口為g＝1.81-1.91mm，線(xiàn)寬為c＝1.81-1.91mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實(shí)施例三采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線(xiàn)的接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸對(duì)稱(chēng)環(huán)結(jié)構(gòu)(圖1(c))，此對(duì)稱(chēng)環(huán)結(jié)構(gòu)是兩個(gè)相同尺寸的開(kāi)路環(huán)對(duì)稱(chēng)放置。對(duì)應(yīng)L形貼片的對(duì)稱(chēng)環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)的長(zhǎng)為w＝27.90-29.50mm，環(huán)的寬為s＝19.35-20.40mm，開(kāi)口為g＝2.15-2.30mm，線(xiàn)寬為c＝2.15-2.30mm，環(huán)間距為d＝2.15-2.30mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在900MHz。對(duì)應(yīng)矩形金屬貼片的對(duì)稱(chēng)環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)的長(zhǎng)為w＝14.55-15.30mm，環(huán)的寬為s＝10.05-10.60mm，開(kāi)口為g＝1.12-1.20mm，線(xiàn)寬為c＝1.12-1.20mm，環(huán)間距為d＝1.12-1.20mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實(shí)施例四采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線(xiàn)的接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)(圖1(d))。對(duì)應(yīng)L形貼片的嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)，1＝17.70-18.70mm，開(kāi)口為g＝5.55-5.85mm，線(xiàn)寬為c＝2.75-2.90mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝2.75-2.90mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在900MHz。對(duì)應(yīng)矩形金屬貼片的嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)，1＝9.20-9.70mm，開(kāi)口為g＝2.90-3.05mm，線(xiàn)寬為c＝1.45-1.50mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝1.45-1.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實(shí)施例五采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線(xiàn)的接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸圓形開(kāi)口諧振環(huán)(圖1(e))。對(duì)應(yīng)L形貼片的圓形開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝7.70-8.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.05-1.10mm，開(kāi)口為g＝2.10-2.30mm，線(xiàn)寬為c＝4.10-4.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在900MHz。對(duì)應(yīng)矩形金屬貼片的圓形開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝3.95-4.25mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝0.50-0.65mm，開(kāi)口為g＝1.10-1.20mm，線(xiàn)寬為c＝2.10-2.30mm，其出現(xiàn)禁帶效應(yīng)的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專(zhuān)利覆蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置式含有負(fù)磁導(dǎo)率材料的平面倒置F型手機(jī)天線(xiàn)，該天線(xiàn)包含平面倒置F型輻射貼片，金屬接地板，負(fù)磁導(dǎo)率材料，天線(xiàn)基板，天線(xiàn)輸入/出端，金屬短路銷(xiāo)釘，其特征在于在接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)構(gòu)成負(fù)磁導(dǎo)率材料。
2.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)天線(xiàn)，其特征是金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)的幾何結(jié)構(gòu)有五種(1)金屬開(kāi)口諧振環(huán)為六邊形，對(duì)應(yīng)L形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝12.00-12.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝25.00-26.50mm，開(kāi)口為g＝2.85-3.00mm，線(xiàn)寬為c＝4.55-4.80mm，對(duì)應(yīng)矩形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝6.20-6.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝13.20-13.70mm，開(kāi)口為g＝1.50-1.55mm，線(xiàn)寬為c＝2.40-2.50mm；(2)金屬開(kāi)口諧振環(huán)為方形，對(duì)應(yīng)L形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長(zhǎng)為l＝34.80-36.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝3.48-3.65mm，開(kāi)口為g＝3.48-3.65mm，線(xiàn)寬為c＝3.48-3.65mm，對(duì)應(yīng)矩形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長(zhǎng)為l＝18.10-19.10mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.81-1.91mm，開(kāi)口為g＝1.81-1.91mm，線(xiàn)寬為c＝1.81-1.91mm；(3)金屬開(kāi)口諧振環(huán)為對(duì)稱(chēng)環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)L形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，環(huán)的長(zhǎng)為w＝27.90-29.50mm，環(huán)的寬為s＝19.35-20.40mm，開(kāi)口為g＝2.15-2.30mm，線(xiàn)寬為c＝2.15-2.30mm，環(huán)間距為d＝2.15-2.30mm，對(duì)應(yīng)矩形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，環(huán)的長(zhǎng)為w＝14.55-15.30mm，環(huán)的寬為s＝10.05-10.60mm，開(kāi)口為g＝1.12-1.20mm，線(xiàn)寬為c＝1.12-1.20mm，環(huán)間距為d＝1.12-1.20mm；(4)金屬開(kāi)口諧振環(huán)為嵌套結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)L形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，l＝17.70-18.70mm，開(kāi)口為g＝5.55-5.85mm，線(xiàn)寬為c＝2.75-2.90mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝2.75-2.90mm，對(duì)應(yīng)矩形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，l＝9.20-9.70mm，開(kāi)口為g＝2.90-3.05mm，線(xiàn)寬為c＝1.45-1.50mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝1.45-1.50mm；(5)金屬開(kāi)口諧振環(huán)為圓形，對(duì)應(yīng)L形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝7.70-8.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.05-1.10mm，開(kāi)口為g＝2.10-2.30mm，線(xiàn)寬為c＝4.10-4.50mm，對(duì)應(yīng)矩形貼片的開(kāi)口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝3.95-4.25mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝0.50-0.65mm，開(kāi)口為g＝1.10-1.20mm，線(xiàn)寬為c＝2.10-2.30mm。
3.如權(quán)利要求1所述的手機(jī)天線(xiàn)，其平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式平面倒置F型手機(jī)天線(xiàn)，特別是涉及一種含有負(fù)磁導(dǎo)率材料的手機(jī)天線(xiàn)。該天線(xiàn)包括平面倒置F型輻射貼片，金屬接地板，天線(xiàn)基板，天線(xiàn)輸入/出端，金屬短路銷(xiāo)釘及負(fù)磁導(dǎo)率材料。其中在接地板上陰刻兩個(gè)不同尺寸的金屬開(kāi)口諧振環(huán)(SSRs)構(gòu)成負(fù)磁導(dǎo)率材料，利用負(fù)磁導(dǎo)率材料的禁帶效應(yīng)抑制天線(xiàn)的表面波損耗及手機(jī)本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線(xiàn)二次激發(fā)。因此天線(xiàn)的電磁波發(fā)射接收能力得到提高，天線(xiàn)的靈敏度得到改善。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK1874058SQ200510042740
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者趙曉鵬, 趙偉, 劉亞紅, 羅春榮 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)