四縫隙交指耦合調諧型微帶天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微帶天線，尤其是涉及一種四縫隙交指耦合調諧型微帶天線。
【背景技術】
[0002]電磁材料的特性一般由磁導率和介電常數這兩個參數來表征，左手材料的這兩個參數均為負數，其電場、磁場、波矢量成左手螺旋關系，因此被稱為左手材料。隨著科技的不斷進步，左手材料獨特的電磁特性被廣泛應用于電磁學、光學等領域。特別是在移動通信發(fā)展速度越來越快的今天，傳統(tǒng)理論思路設計的天線已經不能滿足無線通信高集成化、多頻兼容等需求，以左手材料結構為改進思路[1]的系列天線研究成為天線設計的熱點，通過加載左手材料等方式大幅度提尚了天線各項性能。
[0003]左手材料能夠在對傳統(tǒng)天線適當加載情況下改變天線的性能，其中最重要的性能就是左手材料加載后能夠使得傳統(tǒng)天線小型化，并實現多頻工作。
[0004]Andrea AluM通過對左手材料天線的研究，提出了矩形左手材料和圓環(huán)形左手材料的加載，并加以簡單的研究討論，提出了可以改變幾何圖形進行加載的想法。
[0005]Sylvain Potent等人[3]提出了一種Omega形結構的左手材料，運用雙面相同結構重復周期性排列，實現了 10.9GHz時的雙負特性，但不足之處在于，該材料的雙負區(qū)間頻率范圍較小，且需要雙面同時刻蝕，無法實現單面左手材料。
[0006]2015年Bin等人M提出了以新型網格狀疏密相間EBG結構加載單極子天線的地板結構，在工作頻段上實現了單極子天線帶寬的展寬，為后續(xù)運用類似結構設計超寬帶天線提供了新的思路。
[0007]現存微帶天線設計中，存在工作頻點連續(xù)可調的困難，大大限制了天線的使用范圍，許多學者通過具有加載MEMS開關、可調電感、可調電容等手段實現了天線工作頻率可調節(jié)，但卻存在著天線尺寸過大、實現困難等缺點[5]。
[0008]參考文獻:
[0009][1]Burokur SN，Latrach M，Toutain S.Theoretical Investigat1n of aCircular Patch Antenna in the Presence of a Left-handed Medium.1EEE Antennasand Wireless Propagat1n Letters.2005，4:183-186P
[0010][2]Alu A., Nader E.Physical insight into the〃growing〃evanescent fieldsof double-negative metamaterial lenses using their circuit equivalence[J].1EEETransact1ns on Antennas and Propagat1n，2006，54 (1):268-272.
[0011][3]Zhang F，Potet S, Carbonell J，et al.Negative-zero-positive refractiveindex in a prism-like omega-type metamaterial[J].Microwave Theory andTechniques, IEEE Transact1ns on,2008，56(11):2566-2573.
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【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種四縫隙交指耦合調諧型微帶天線。
[0015]本發(fā)明設有接地金屬板、介質基板、同軸線和輻射金屬層；
[0016]所述輻射金屬層上刻蝕有交指耦合型縫隙左手結構，輻射金屬層的幾何中心和介質基板相互重合，介質基板的背面接地，在接地金屬板上刻蝕有4X4的正方形孔，形成EBG結構，正方形孔按照等間距分布在介質基板的幾何中心位置，所述接地金屬板的幾何中心位置向下設有一圓孔，圓孔用于提供第三極化方向的饋電端口 ；輻射縫隙是刻蝕的左右一對交指耦合型縫隙左手結構，左右一對交指耦合型縫隙左手結構結構相同，左右一對交指耦合型縫隙左手結構上均設有2臂，交錯等間距耦合，輻射金屬層呈反鏡像對稱。
[0017]所述介質基板可選用高性能介質基板，相對介電常數為2?6，優(yōu)選4.4，長度L0為 60 ?80_，優(yōu)選 69.80±0.01mm,寬度 W0 為 40 ?50_，優(yōu)選 44.03±0.01mm,厚度為
1.2 ?2.5mm，優(yōu)選 1.60±0.01mm。
[0018]所述接地金屬板上刻蝕的EBG結構，其每個正方形孔的邊長dl為5.0?6.5mm，優(yōu)選6.00±0.01mm,每個正方形孔的間距均相同，孔之間的間距d2為3.5?4.5mm，優(yōu)選4 + 0.01 mm η
[0019]所述接地金屬板上的圓孔作為提供第三極化方向的饋電端口，其半徑為0.59 ±0.01mm,其位于介質基板幾何中心位置向下2.50 ±0.01mm處。
[0020]所述介質基板的主輻射面上覆有輻射金屬層，輻射金屬層為矩形結構，其長L1為25 ?37mm，優(yōu)選 34.90±0.01mm,寬 W1 為 18 ?28mm，優(yōu)選 23.35±0.01mm。
[0021]在輻射金屬層上刻蝕有左右一對交指耦合型縫隙左手結構，左右一對交指耦合型縫隙左手結構的縫隙寬度處處相等，寬度t為1.00±0.01mm，交指耦合型縫隙左手結構的長a為12.00±0.01mm,左右一對交指耦合型縫隙左手結構的間距a2為12.00±0.01mm,臂長al為6.88 ±0.01mm，兩臂之間的間距s為1.00 ±0.01mm，臂距離邊界位置a3為
4.5±0.01mm,交指耦合型縫隙左手結構距離輻射金屬層的下邊距離a4為7.58±0.01mm。
[0022]在輻射金屬層上刻蝕有呈反鏡像對稱的平行四縫隙交指結構，所述結構兩側平行的兩對縫隙構成四輻射縫隙，兩對輻射縫各向內伸出兩條耦合縫，形成交指耦合型縫隙左手結構。
[0023]本發(fā)明采用帶有交指耦合型縫隙左手結構的四縫隙輻射，并配合EBG結構加載接地板。介質基板的上表面覆有金屬層作為主輻射面，在金屬層上刻蝕有呈反鏡像對稱的平行四縫隙交指結構，通過調整縫隙結構的交指耦合度能夠靈活調整所需頻點及增益，在一定范圍內，頻點和增益不受天線邊界尺寸的限制。介質下表面為接地面，采用4X4矩形孔構成的EBG矩陣結構。通過控制背向輻射提高天線的增益，實現了小型化WLAN高增益調諧天線。
[0024]將交指耦合型縫隙左手結構應用到微帶天線的設計中，實現天線頻點及增益的控制，也