一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其由介質(zhì)板(1)、四個(gè)輻射元(2、3、5、6)、四條饋線(2A、3A、5A、6A)、電感(4、7)構(gòu)成。其中，輻射元(2、3)與饋線(2A、3A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板(1)的上面板(11)；輻射元(5、6)與饋線(5A、6A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板(1)的下面板(12)，且輻射元與饋線的覆銅厚度為0.018～0.035mm。本發(fā)明天線采用在同一介質(zhì)板上設(shè)計(jì)兩個(gè)不同工作頻率的環(huán)形單元，并在其中一環(huán)形單元上加載電感，有效地增加了輻射元之間的隔離度，且抑制了天線的互耦合。
【專利說(shuō)明】
-種具有輔合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種貼片天線，更特別地說(shuō)，是指一種具有禪合抑制窄帶的環(huán)形貼片 天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著手機(jī)、移動(dòng)電腦等設(shè)備的發(fā)展，運(yùn)些設(shè)備中也需要集成更多的天線。天線的尺 寸越來(lái)越小，同時(shí)天線之間的距離也變得越來(lái)越近。因此，天線近場(chǎng)禪合變成一個(gè)限制天線 系統(tǒng)系能的非常重要的因素。從頻帶上看，天線禪合可W分成帶外禪合和帶內(nèi)禪合，其中帶 外禪合的研究很少。近年來(lái)，無(wú)線模型整合到手提設(shè)備的趨勢(shì)增長(zhǎng)很快，天線系統(tǒng)間的互禪 合問(wèn)題重新獲得關(guān)注。在有限地平面中，多元化和多輸入輸出系統(tǒng)內(nèi)工作的天線間的帶內(nèi) 禪合情形已被廣泛的研究。另外，在各行各業(yè)的天線設(shè)計(jì)中可W發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天線的工作頻率并 不重疊時(shí)，天線間同樣會(huì)有很強(qiáng)的帶外互禪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了抑制有限介質(zhì)板上的窄帶天線間的帶外禪合，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有禪合抑 制窄帶的環(huán)形貼片天線。該天線的兩個(gè)環(huán)形單元為帶外禪合。該環(huán)形貼片天線由介質(zhì)板 (1)、四個(gè)福射元(2、3、5、6)、四條饋線(24、34、54、64)、4電感(4)和8電感(7)構(gòu)成;其中，福 射元(2、3)與饋線(2A、3A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板（1)的上面板(11);福射元(5、6)與饋 線巧A、6A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板(1)的下面板(12)，且所述福射元(2、3、5、6)、所述饋 線(24、34、54、64)的覆銅厚度為0.018~0.035111111;
[0004] AA福射元(2)與AB福射元(5)形成小環(huán)形單元；
[0005] BA福射元(3)與BB福射元(6)形成大環(huán)形單元；
[0006] AA福射元(2)由第一枝節(jié)(21)、第二枝節(jié)(22)和第S枝節(jié)(23)構(gòu)成，第S枝節(jié)(23) 與AA饋線(2A)結(jié)合，所述第一枝節(jié)(21)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)；
[0007] AB福射元(5)由第五枝節(jié)巧1)、第六枝節(jié)巧2)和第屯枝節(jié)巧3)構(gòu)成，第屯枝節(jié)(53) 與BA饋線(5A)結(jié)合，所述第五枝節(jié)(51)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)；
[000引BA福射元3由第九枝節(jié)（31)、第十枝節(jié)（32)和第十一枝節(jié)（33)構(gòu)成，第十一枝節(jié) (33)與AB饋線（3A)結(jié)合，所述第九枝節(jié)(31)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)；第十枝節(jié)(32)上設(shè) 有A間隙(321)，該A間隙(321)處連接有A電感(4);
[0009] BB福射元(6)由第十S枝節(jié)(61)、第十四枝節(jié)(62)和第十五枝節(jié)(63)構(gòu)成，第十五 枝節(jié)(63)與BB饋線(6A)結(jié)合，所述第十S枝節(jié)(61)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)；第十S枝節(jié) (61)上設(shè)有B間隙(621)，該B間隙(621)處連接有B電感(7)。
[0010] 本發(fā)明環(huán)形貼片天線的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0011] ①本發(fā)明采用在同一介質(zhì)板上設(shè)計(jì)兩個(gè)不同工作頻率的環(huán)形單元，并在其中一環(huán) 形單元上加載電感，有效地增加了福射元之間的隔離度，且抑制了天線的互禪合。
[0012] ②本發(fā)明設(shè)計(jì)的環(huán)形貼片天線制作簡(jiǎn)單，可通過(guò)調(diào)整天線尺寸來(lái)改變天線的工作 頻率，應(yīng)用更廣泛。
[0013] ③本發(fā)明采用在大環(huán)形單元上加載電感，能夠解決天線緊密布局時(shí)的近場(chǎng)禪合問(wèn) 題。其S12值較傳統(tǒng)天線在工作頻率260MHz時(shí)降低了18地。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有禪合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線的結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖IA是本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有禪合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線的另一視角結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2是未裝配介質(zhì)板的環(huán)形貼片天線的正視圖。
[0017] 圖2A是未裝配介質(zhì)板的環(huán)形貼片天線的另一視角結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖3A是采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板的上面板的福射元與饋線的尺寸定義圖。
[0019] 圖3B是采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板的下面板的福射元與饋線的尺寸定義圖。
[0020] 圖4A是實(shí)施例1的Sll參數(shù)圖。
[0021] 圖4B是實(shí)施例1的S12參數(shù)圖。
[0022] 圖4C是實(shí)施例1的S22參數(shù)圖。
[0023] 圖5A是實(shí)施例1的E面方向圖。
[0024] 圖5B是實(shí)施例1的H面方向圖。
[0025] 圖6是實(shí)施例1的加載不同電感值的S12參數(shù)圖。 「nn^Al

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 參見(jiàn)圖1、圖1A、圖2、圖2A所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有禪合抑制窄帶的環(huán)形貼片 天線，其由介質(zhì)板UAA福射元2、AB福射元5、BA福射元3、BB福射元6、AA饋線2A、AB饋線5A、BA 饋線3A、BB饋線6A、A電感4和B電感7構(gòu)成。其中，AA福射元2、AA饋線2A、BA福射元3和BA饋線 3A采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板1的上面板11;48福射元5、48饋線54、88福射元6和88饋線6八 采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板1的下面板12,且四個(gè)福射元(2、3、5、6)與四條饋線(2A、3A、5A、 6A)的覆銅厚度為0.018~0.035mm。
[0029] 在本發(fā)明中，A電感4和B電感7選用日本村田公司生產(chǎn)的LQW18AN_00系列的電感， 電感值為2.化H~12化H。
[0030] 參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的環(huán)形貼片天線的饋電方式采用己倫饋電。
[0031] 參見(jiàn)圖1、圖2所示，介質(zhì)板I的長(zhǎng)記為ai、介質(zhì)板I的寬記為bi、介質(zhì)板I的厚度一般 為0.5~1. SmniDAA福射元2與BA福射元3相距的距離記為曰2-3，AB福射元5與BB福射元6相距的 距罔記為曰5-6 ,且日2-3二日5-6。
[0032] AA福射元2
[0033] 參見(jiàn)圖2A所示，AA福射元2采用覆銅工藝制作成一體。用虛線對(duì)AA福射元2進(jìn)行枝 節(jié)劃分。AA福射元袖第一枝節(jié)21、第二枝節(jié)22和第立枝節(jié)23構(gòu)成，第立枝節(jié)23與AA饋線2A 結(jié)合，所述第一枝節(jié)21的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)。
[0034] 參見(jiàn)圖3A所示，第一枝節(jié)21的長(zhǎng)記為曰21、第一枝節(jié)21的寬記為b2i。
[0035] 參見(jiàn)圖3A所示，第二枝節(jié)22的長(zhǎng)記為曰22、第二枝節(jié)22的寬記為b22。
[0036] 參見(jiàn)圖3A所示，第S枝節(jié)23的長(zhǎng)記為曰23、第；枝節(jié)23的寬記為b23。
[0037] 參見(jiàn)圖3A所示，AA饋線2A的長(zhǎng)記為B24、AA饋線2A的寬記為b24。
[003引 AB福射元5
[0039] 參見(jiàn)圖2A所示，AB福射元5采用覆銅工藝制作成一體。對(duì)AB福射元5的枝節(jié)劃分可 W參考AA福射元2上的虛線。AB福射元5由第五枝節(jié)51、第六枝節(jié)52和第屯枝節(jié)53構(gòu)成，第屯 枝節(jié)53與BA饋線5A結(jié)合，所述第五枝節(jié)51的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)。
[0040] 參見(jiàn)圖3B所示，第五枝節(jié)51的長(zhǎng)記為a日1、第五枝節(jié)51的寬記為bsi。
[0041 ] 參見(jiàn)圖3B所示，第六枝節(jié)52的長(zhǎng)記為as2、第六枝節(jié)52的寬記為bs2。
[00創(chuàng)參見(jiàn)圖3B所示，第屯枝節(jié)53的長(zhǎng)記為a日3、第屯枝節(jié)53的寬記為bs3。
[0043] 參見(jiàn)圖3B所示，BA饋線5A的上底邊與下底邊之間的距離記為a日4、BA饋線5A的上底 邊寬記為b日化、BA饋線5A的下底邊寬記為b日4下。
[0044] 在本發(fā)明中，AA福射元2與AB福射元5組成小環(huán)形單元，如圖2、圖2A所示。
[0045] BA福射元3
[0046] 參見(jiàn)圖2A所示，BA福射元3采用覆銅工藝制作。對(duì)BA福射元3的枝節(jié)劃分可W參考 AA福射元2上的虛線。BA福射元3由第九枝節(jié)31、第十枝節(jié)32和第十一枝節(jié)33構(gòu)成，第十一枝 節(jié)33與AB饋線3A結(jié)合，所述第九枝節(jié)31的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)。
[0047] 為了抑制天線間的互禪合問(wèn)題，本發(fā)明還采用了對(duì)所述第十枝節(jié)32進(jìn)行切割，使 得第十枝節(jié)32上存在有A間隙321，并在A間隙321處連接有A電感4。所述A間隙321處無(wú)覆銅 層。
[004引參見(jiàn)圖3A所示，第九枝節(jié)31的長(zhǎng)記為日31、第九枝節(jié)31的寬記為b3i。
[0049]參見(jiàn)圖3A所示，第十枝節(jié)32的長(zhǎng)記為曰32、第十枝節(jié)32的寬記為b32。第十枝節(jié)32上 的A間隙321的長(zhǎng)記為化。
[(K)加]參見(jiàn)圖3A所示，第十一枝節(jié)33的長(zhǎng)記為曰33、第十一枝節(jié)33的寬記為b33。
[005。 參見(jiàn)圖3A所示，AB饋線3A的長(zhǎng)記為B34、AB饋線3A的寬記為b34。
[0化2] BB福射元6
[0053] 參見(jiàn)圖2A所示，BB福射元6采用覆銅工藝制作。對(duì)BB福射元6的枝節(jié)劃分可W參考 AA福射元2上的虛線。BB福射元6由第十S枝節(jié)61、第十四枝節(jié)62和第十五枝節(jié)63構(gòu)成，第十 五枝節(jié)63與BB饋線6A結(jié)合，所述第十S枝節(jié)61的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)。
[0054] 為了抑制天線間的互禪合問(wèn)題，本發(fā)明還采用了對(duì)所述第十=枝節(jié)61進(jìn)行切割， 使得第十=枝節(jié)61上存在有B間隙621，并在B間隙621處連接有B電感7。所述B間隙621處無(wú) 覆銅層。
[00日日]參見(jiàn)圖3B所示，第十蘭枝節(jié)61的長(zhǎng)記為361、第十蘭枝節(jié)61的寬記為b6i。
[0056]參見(jiàn)圖3B所示，第十四枝節(jié)62的長(zhǎng)記為362、第十四枝節(jié)62的寬記為b62。第十四枝 節(jié)62上的B間隙621的長(zhǎng)記為a下。
[(K)日7] 參見(jiàn)圖3B所示，第十五枝節(jié)63的長(zhǎng)記為363、第十五枝節(jié)63的寬記為b63。
[(K)日引參見(jiàn)圖3B所示，BB饋線6A的上底邊與下底邊之間的距離記為as4、BB饋線6A的上底 邊寬記為b6化、BB饋線6A的下底邊寬記為b64下。
[0059] 在本發(fā)明中，BA嬌射元3與BB嬌射元6組成大環(huán)形單元，如圖2、圖2A所示。
[0060] 嬌射元與饋線的尺寸約束：
[0061] 在本發(fā)明中，考慮到天線實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，W波長(zhǎng)A為50mm~5000mm作為天線約束尺 寸設(shè)計(jì)：
[0062] ai二（0.8~1.5)A、bi二（0.6~1.0)火；
[0063] 過(guò)2-3 二 a 日-6 二(0.03 ~0? 1)A;
[0064] a2i = b22 = a23 = a3i = b32 = a33 = a5i = b52 = a53 = a6i = b62 = a63 = (0.005~0.01)A;
[0065] b2i二b日I二（0.1075~0.1575)A
[0066] t)23二b日3二（0 ? 1 ~0 ? 15)A;
[0067] 過(guò)22二B32二a自2二B62二(0.03~0.06)火；
[006引 a24二過(guò)34二a自4二過(guò)64二(0.25~0.5)A;
[0069] t)24 二 b34 二 b 自化二 be 化二 0.0075A;
[0070] b3i二bei二（0 ? 2~0.3)火；
[0071 ] b33二b63二（0 ? 2~0.3)火；
[0072] a上二 a下二 0 ? 〇〇5火；
[0073] b自巧二b64：下二0.03A。
[0074] 實(shí)施例1
[0075] 嬌射元和饋線的覆銅厚度為0.035mm。設(shè)計(jì)的實(shí)施例1環(huán)形貼片天線的具體尺寸如 下：
[0076] ai 二 110cm、bi 二 120cm;
[0077 ] 過(guò)2-3 二 a 日-6 二 4cm;
[007引 321 二 t)22 二 323 二過(guò)31 二 b32 二 333 二 a自 1 二 b自2 二 a自3 二過(guò)61 二 b62 二 363 二 Icm;
[0079 ] t)2i 二 b自 1 二 24cm;
[0080] t)23 二 b自 3 二 22 ? 5cm;
[0081 ] 過(guò)22 二 B32 二 a自2 二 B62 二 6cm;
[0082] 過(guò)24 二 B34二 a自4 二 B64 二 50cm;
[0083] b24 = bs4=b日化=b64上=1.5cm;
[0084] b3i 二 bei 二 49cm;
[008日]b33 二 b63 二 47 ? 5cm;
[0086] a上二 a下二 icm;
[0087] b 自巧二 b64：下二 6cm O
[0088] 在本發(fā)明中，大環(huán)形單元的工作頻率為260MHz，小環(huán)形單元的工作頻率為135MHz， 由于工作頻率不同，大環(huán)形單元與小環(huán)形單元為帶外禪合。
[0089] 對(duì)實(shí)施例1采用S參數(shù)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)：圖中虛線表示傳統(tǒng)天線，實(shí)線表示本發(fā)明設(shè) 計(jì)的實(shí)施例1天線。
[0090] 參見(jiàn)圖4A所示，Sll參數(shù)表示大環(huán)形單元（即BA福射元3與BB福射元6組成）的工作 性能，在電感加載前后其在工作頻率135MHz處的性能基本不變。
[0091] 參見(jiàn)圖4B所示，本發(fā)明使用S12評(píng)價(jià)電感加載前后大環(huán)形單元與小環(huán)形單元（即AA 福射元2與AB福射元5組成)之間的隔離度，如圖4B所示，在工作頻率260MHz處的禪合度傳統(tǒng) 天線為一17地。而實(shí)施例1天線降低到一35地，下降了 18地。
[0092] 參見(jiàn)圖4C所示，S22參數(shù)表示小環(huán)形單元的工作性能，在電感加載前后其在工作頻 率260MHz處的性能基本不變。
[0093] 對(duì)實(shí)施例1采用方向圖進(jìn)行電感加載前后性能評(píng)價(jià):圖中虛線表示傳統(tǒng)天線，實(shí)線 表示本發(fā)明設(shè)計(jì)的實(shí)施例1天線。從圖5A、圖5B的E、H面方向圖中可W看出，工作頻率為 135MHz時(shí)，天線福射性能不受影響。
[0094] 本發(fā)明實(shí)施例1天線在工作頻率為260M化時(shí)的S12值隨電感加載值的變化曲線如 圖6所示，在電感值為88nH處禪合明顯地被抑制了，且S12為最優(yōu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于：該環(huán)形貼片天線由介質(zhì)板 (1)、四個(gè)輻射元(2、3、5、6)、四條饋線(24、34、54、6六）^電感(4)和8電感(7)構(gòu)成;其中，輻 射元(2、3)與饋線(2A、3A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板（1)的上面板(11);輻射元(5、6)與饋 線(5A、6A)采用覆銅工藝制作在介質(zhì)板(1)的下面板(12)，且所述輻射元(2、3、5、6)、所述饋 線(24、34、54、64)的覆銅厚度為0.018~0.035臟； AA輻射元(2)與AB輻射元(5)形成小環(huán)形單元； BA輻射元(3)與BB輻射元(6)形成大環(huán)形單元； AA輻射元(2)由第一枝節(jié)(21)、第二枝節(jié)(22)和第三枝節(jié)(23)構(gòu)成，第三枝節(jié)(23)與AA 饋線(2A)結(jié)合，所述第一枝節(jié)(21)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)； AB輻射元(5)由第五枝節(jié)(51)、第六枝節(jié)(52)和第七枝節(jié)(53)構(gòu)成，第七枝節(jié)(53)與BA 饋線(5A)結(jié)合，所述第五枝節(jié)(51)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)； BA福射元3由第九枝節(jié)(31)、第十枝節(jié)(32)和第^ 枝節(jié)(33)構(gòu)成，第^ 枝節(jié)(33)與 AB饋線(3A)結(jié)合，所述第九枝節(jié)(31)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn);第十枝節(jié)(32)上設(shè)有A間隙 (321)，該A間隙(321)處連接有A電感(4); BB福射元(6)由第十三枝節(jié)(61)、第十四枝節(jié)(62)和第十五枝節(jié)(63)構(gòu)成，第十五枝節(jié) (63)與BB饋線（6A)結(jié)合，所述第十三枝節(jié)(61)的末端設(shè)有電信號(hào)導(dǎo)通點(diǎn)；第十三枝節(jié)(61) 上設(shè)有B間隙(621)，該B間隙(621)處連接有B電感(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于:所述環(huán) 形貼片天線以波長(zhǎng)λ為50mm~5000mm作為天線尺寸約束。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于所述環(huán) 形貼片天線的構(gòu)形為： ai=(0.8 ~1.5)A、bi=(0.6 ~1·0)λ; a2-3 = a5-6= (0.03 ~0 · 1)λ; ￡121 - b22 - ￡123 - ￡131 - b32 - ￡133 - ￡151 -1)52 - ￡153 - ￡161 - h62 - ￡163 - (0 · 005/? · 01 )λ ; b2i = b5i=(0.1075 ~0· 1575)λ b23 = b53= (0· 1 ~0· 15)λ; ?22 - ￡132 - ￡152 - ￡162 - (0 · · 06) λ; ￡124 - ￡134 - ￡154 - ￡164 - ( 0.25(? · 5 )λ ; b24 = b34 = b54上=b64上=0 · 0075λ; b3i = b6i=(0.2~0.3)A; b33 = b63=(0.2~0.3)A; 已上=已下=0.005入； bs4下-b64下-0 · 03入 〇4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于所述環(huán) 形貼片天線的構(gòu)形為： ai = 110cm、bi= 120cm; ￡12-3 - ￡15-6 - 4cm; ￡121 - b22 - ￡123 - ￡131 - b32 - ￡133 - ￡151 -1)52 - ￡153 - ￡161 - b62 - ￡163 - 1CIT1; b2i = b5i = 24cm； b23 = b53 = 22.5cm； 3.22 一 B32 一 B52 一 B62 一 6CIT1 ； a24=a34 = a54=a64 = 50 cm ； b24=b34 = bs4上=b64上=1 · 5cm; b3i = b6i = 49cm； b33 - b63 - 47.5cm ； 3. K-&下-1cm; bs4下一b64下一6cm〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于:大環(huán)形 單元的工作頻率為260MHz，小環(huán)形單元的工作頻率為135MHz，由于工作頻率不同，大環(huán)形單 元與小環(huán)形單元為帶外親合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于:所述A 電感(4)和B電感(7)的電感值選取為2.2nH~120nH。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有耦合抑制窄帶的環(huán)形貼片天線，其特征在于:環(huán)形貼 片天線的饋電方式采用巴倫饋電。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK106099339SQ201610479331
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】吳琦, 蘇巍, 蘇東林
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)