謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線。
【背景技術】
[0002]第四代移動通信技術是目前國際上最先進的移動通信技術，具備超強的數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠在不同的固定設備和移動設備之間實現(xiàn)2Mb/s以上的數(shù)據(jù)傳輸。第四代移動通信技術經過多年研發(fā)，已日趨成熟，即將進入商業(yè)化的實用階段。TD-LTE標準是中國擁有自主知識產權的第四代移動通信標準，是一種專門為移動高寬帶應用而設計的無線通信標準，擁有廣闊的應用前景。
[0003]天線的性能對移動通信終端的性能有著決定性影響，一款性能優(yōu)異的天線能夠大大提高移動通信設備的通信質量。TD-LTE標準對天線的要求是:尺寸足夠小，能夠放進移動終端里;福射性能好，在整個工作頻帶內天線回波損耗必須低于-1OdB ；工作帶寬大，天線工作頻帶必須覆蓋2570MHz-2620MHz。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠完全覆蓋第四代移動通信的TD-LTE標準通信頻段的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線。
[0005]本實用新型的目的通過如下技術方案實現(xiàn):一種謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，它包括基板、天線接地板和輻射貼片，天線接地板和輻射貼片分別貼合在基板的兩面上，所述天線接地板由金屬材料構成，所述輻射貼片為謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構。
[0006]優(yōu)選地，所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用謝爾賓斯基分形結構作為基本結構，構成謝爾賓斯基分形結構的各個小正方形金屬區(qū)域由希爾伯特分形結構構成。
[0007]優(yōu)選地，所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用至少2階的謝爾賓斯基分形結構。
[0008]優(yōu)選地，所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用至少3階的希爾伯特分形結構。
[0009]優(yōu)選地，所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構的一外沿中點設有天線饋電點。
[0010]優(yōu)選地，所述基板為微波陶瓷基板，其相對介電常數(shù)為25?30。
[0011]優(yōu)選地，所述基板的形狀為矩形，尺寸是30mm 土 ImmX 30mm土 1mm，厚度為Imm?4mm ο
[0012]優(yōu)選地，所述福射貼片總尺寸是20.25mm±0.l_X20.25mm±0.1mm0
[0013]優(yōu)選地，所述天線接地板和輻射貼片的材質為銅、銀、金或鋁。
[0014]較之現(xiàn)有技術而言，本實用新型的優(yōu)點在于:現(xiàn)有分形天線結構，迭代時依靠邊沿曲線的不斷折疊或對內部結構進行有規(guī)律的“挖洞”，其自相似結構只存在于邊沿曲線或“挖洞”處，而天線內部大部分地方仍然是整塊的金屬輻射片，射頻電流能夠較為均勻分布的地方局限于邊沿曲線或“挖洞”處附近。而我們設計的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形天線結構，使用謝爾賓斯基分形結構作為基本結構，將其內部小正方形金屬區(qū)域用希爾伯特分形結構替代，宏觀上天線的形狀保持謝爾賓斯基分形結構不變，而微觀上每個小正方形金屬區(qū)域是一個微型的希爾伯特分形結構，天線的邊沿曲線和內部金屬輻射區(qū)都將具有自相似結構，天線的工作頻帶將大大展寬，該天線具有制造工藝簡單、成本低、輻射性能佳和易于集成等優(yōu)點，完全能夠滿足第四代移動通信的TD-LTE標準對天線的要求。
【附圖說明】
[0015]圖1是謝爾賓斯基分形結構的迭代過程示意圖。在圖1中，(a)為O階謝爾賓斯基分形結構；(b)為I階謝爾賓斯基分形結構；(C)為2階謝爾賓斯基分形結構。
[0016]圖2是希爾伯特分形結構的迭代過程示意圖。在圖2中，(a)為O階希爾伯特分形結構；(b)為I階希爾伯特分形結構；(C)為2階希爾伯特分形結構；(d)為3階希爾伯特分形結構。
[0017]圖3是尺寸為2.25mmX2.25mm的小正方形區(qū)域中的3階希爾伯特分形結構示意圖，其線寬為0.15mm。
[0018]圖4是本實用新型一實施例的結構示意圖。
[0019]圖5是圖4所示結構的回波損耗(Sn)性能圖，圖中的橫坐標表示頻率Frequency(GHz)，縱坐標表示回波損耗強度(The return loss value of the antenna(dB)) 0
[0020]標號說明:1基板、2輻射貼片、3天線饋電點。
【具體實施方式】
[0021]下面結合說明書附圖和實施例對本【實用新型內容】進行詳細說明:
[0022]—種謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，它包括基板1、天線接地板和輻射貼片2，天線接地板和輻射貼片2分別貼合在基板I的兩面上，所述天線接地板由金屬材料構成，所述輻射貼片2為謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構。
[0023]所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用謝爾賓斯基分形結構作為基本結構，構成謝爾賓斯基分形結構的各個小正方形金屬區(qū)域由希爾伯特分形結構構成。
[0024]謝爾賓斯基分形結構的迭代過程如圖1所示，其初始單元為正方形貼片，按行列劃分為9等分區(qū)域，將等分后居中的那個1/9區(qū)域挖空為正方形孔，剩下8個等分的正方形區(qū)域，則得到I階謝爾賓斯基分形結構。將I階謝爾賓斯基分形結構的8個正方形區(qū)域分別再按行列劃分為9等分區(qū)域，再將各等分區(qū)域居中的那個1/9區(qū)域挖空為小正方形孔，則得到2階謝爾賓斯基分形結構。按照這種方法繼續(xù)迭代，則可得到高階謝爾賓斯基分形結構。
[0025]希爾伯特分形結構的迭代過程如圖2所示，其初始單元為一條由3段等長線段組成的垂直三折線，將每條線段3等分，按照順時針旋轉的順序，將第I段線段的前部1/3用一條各線段長度為初始單元各線段長度1/3的小三折線替代，將第2段線段的中部1/3用一條各線段長度為初始單元各線段長度1/3的小三折線替代，將第3段線段的后部1/3用一條各線段長度為初始單元各線段長度1/3的小三折線替代，則得到I階希爾伯特分形結構。將I階希爾伯特分形結構中的各個三折線區(qū)域做相似的迭代后，則得到2階希爾伯特分形結構。按照這種方法繼續(xù)迭代，則可得到高階希爾伯特分形結構。
[0026]所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用至少2階的謝爾賓斯基分形結構和至少3階的希爾伯特分形結構，天線饋電點3最好位于所述謝爾賓斯基分形結構中最大的正方形邊沿中心上。
[0027]所述基板為微波陶瓷基板，其相對介電常數(shù)為25?30。所述基板的形狀優(yōu)選為矩形，尺寸最好是30mm ± ImmX 30mm ± 1mm，厚度為Imm?4mm ο
[0028]所述福射貼片總尺寸最好是20.25mm±0.lmmX20.25mm±0.1mm。
[0029]所述天線接地板和輻射貼片的材質為銅、銀、金或鋁。
[0030]下面給出本實用新型的一具體實施例:
[0031]參見圖4，本實施例上設有天線接地板和輻射貼片2，分別位于基板I的兩面，天線接地板全部由金屬構成，輻射貼片2的結構如圖4中所示。本實施例使用尺寸為20.25mm土0.1mmX20.25mm±0.1mm的2階謝爾賓斯基分形結構作為基本結構，將其內部64個尺寸為2.25mmX2.25mm的小正方形區(qū)域用3階希爾伯特分形結構(如圖3所示)替代，組成了謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形輻射貼片。
[0032]基板I為微波陶瓷基板，其相對介電常數(shù)為25?30，基板I形狀為矩形，尺寸是30mm土 1 mm X 30mm ± 1 mm,厚度為 1 mm ?4mm n
[0033]參見圖5，圖5給出了本實施例的回波損耗(Sll)性能圖。從圖5可以看出，實測結果顯示該款天線的諧振頻率為2.610GHz，天線工作頻帶范圍為2.430?2.788GHz，帶寬為
0.358GHz，在整個工作頻帶內天線回波損耗都低于-10dB，回波損耗最小值為-31.76dB。實測結果顯示，該款天線完全覆蓋了 2570MHz-2620MHz頻段。
[0034]與用于第四代移動通信的TD-LTE標準通信頻段的常規(guī)微帶天線比較，本實用新型具有以下突出的優(yōu)點和顯著的效果:天線尺寸很小，只有30mmX30mm，可以放進各種小型移動通信終端;天線回波損耗低，回波損耗最小值為-31.76dB，遠遠低于常規(guī)微帶天線的回波損耗;天線工作帶寬達到0.358GHz，具有較大的性能冗余，可以在各種惡劣環(huán)境中保證移動通信無線信號有較好的傳輸效果。本款天線具有尺寸小、回波損耗低、工作帶寬大等優(yōu)點，適用于第四代移動通信的TD-LTE系統(tǒng)，具有廣闊的應用前景。
【主權項】
1.一種謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:它包括基板(I)、天線接地板和輻射貼片(2)，天線接地板和輻射貼片(2)分別貼合在基板(I)的兩面上，所述天線接地板由金屬材料構成，所述輻射貼片(2)為謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構。2.根據(jù)權利要求1所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用謝爾賓斯基分形結構作為基本結構，構成謝爾賓斯基分形結構的各個小正方形金屬區(qū)域由希爾伯特分形結構構成。3.根據(jù)權利要求2所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用至少2階的謝爾賓斯基分形結構。4.根據(jù)權利要求2所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構使用至少3階的希爾伯特分形結構。5.根據(jù)權利要求2所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構的一外邊沿中點設有天線饋電點(3)。6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述基板(I)為微波陶瓷基板。7.根據(jù)權利要求6所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述微波陶瓷基板的相對介電常數(shù)為25?30。8.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述基板(I)的形狀為矩形，尺寸是30mm ± Imm X 30mm ± Imm，厚度為Imm?4mm。9.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述福射貼片(2)總尺寸是20.25mm±0.ImmX 20.25mm±0.Imm010.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，其特征在于:所述天線接地板和輻射貼片(2)的材質為銅、銀、金或鋁。
【專利摘要】本實用新型涉及一種謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線，它包括基板、天線接地板和輻射貼片，天線接地板和輻射貼片分別貼合在基板的兩面上，所述天線接地板由金屬材料構成，所述輻射貼片為謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形結構。本實用新型的目的在于提供一種能夠完全覆蓋第四代移動通信的TD-LTE標準通信頻段的謝爾賓斯基-希爾伯特復合分形移動通信天線。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/48
【公開號】CN205264858
【申請?zhí)枴緾N201620009215
【發(fā)明人】林斌, 陳嫻, 鄭佳薇, 陳子健, 林宏健, 曾宇帆, 林子健
【申請人】廈門大學嘉庚學院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月5日