[00031885]一种基于互补裂口谐振环的宽带低剖面微带贴片天线

微带贴片天线是一种极有吸引力的天线类型，它具有成本低、重量轻、共形特征以及易于大规模生产的突出优点。然而，在应用中微带贴片天线最主要的障碍是极为有限的工作带宽。典型的微带贴片天线的阻抗带宽只有百分之几量级。因此，许多研究工作都集中于如何扩展微带贴片天线的频率带宽的技术上。比如目前较为流行的分层贴片技术、孔径耦合技术、E型贴片技术等。但是为了获得超过百分之二十的分数阻抗带宽，以上技术均需要较厚的介质基板或者空气层，从而增加了天线的剖面高度，严重影响了天线的共形与集成。目前国际上利用特异材料结构实现微带天线的宽带化的方式主要有两类：一类是在天线上加载特异材料单元结构产生与加载特异材料单元结构产生与辐射贴片基模频率相近的谐振；另一类是在天线的底部腐蚀周期性的磁性特异材料结构。但是，在辐射贴片上加载特异材料单元将明显降低天线的辐射效率和增益；同时，在底部腐蚀特异材料结构将不可避免的增强后向辐射，降低辐射能量的前后比。本成果的目的在于克服上述不足，提出了一种基于裂口谐振环的宽频带低剖面微带天线，它利用两层薄介质基片，并在两层介质基片间设置有特异材料单元的寄生贴片，从而保证天线在低剖面的前提下，获得宽频带工作性能。相较于现有技术，本成果具有以下显著优点：通过在辐射片与接地板间设置有互补裂口谐振环的寄生贴片，使天线在原有工作模式的基模频点附近产生了两个工作模式，将天线的阻抗带宽提高了约四倍，并具有良好的阻抗匹配、辐射效率和边射峰值增益。 该专利提供了一种基于裂口谐振环的宽频带低剖面微带天线的设计思路，在保证天线低剖面的前提下，实现了宽频带工作性能。该天线结构紧凑、剖面低和易于集成的结构特点，使得它在目前无线通信系统射频前端所面临的空间平台资源紧缺条件下，针对多种有限的低尺寸安装平台，如超薄笔记本、智能手机等方面具有较强的实用性。更为重要的是，工作性能上的宽频带、高效率、稳定性好的优势，使得该天线在复杂电磁环境下，满足当前无线通信系统对终端天线的大容量、高指向性等性能指标需求，在诸如无线传感器、物联网射频识别系统等无线通信网络等方面具有广阔的应用前景。不仅如此，由于该天线采用平面印制电路板技术加工制造，具有加工成本低、价格低廉的优势，便于大规模批量化生产。 由于该类天线优越的定向、宽带、低剖面特性，可以用于解决射频前段无线通信系统所面临的一些迫切需要解决的实际问题，该成果很有潜力直接应用于生产实际中去，具有较强的实用性和广阔的应用。