CN108183343A - 一种基于左手材料的基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于左手材料的基站天线。该装置属于天线技术领域，解决了现有技术中天线电磁损耗大、发射和接收能力弱、使用便捷性差的问题，包括介质基板、设于介质基板表面的偶极子辐射单元结构、设于偶极子辐射单元结构两侧的左手材料阵列以及设于介质基板背面的L型巴伦馈电微带线，介质基板设于金属反射板表面，金属反射板中部设有馈电口，同轴馈线内导体穿过馈电口与L型巴伦馈电微带线相连，形成天线馈电。本发明利用超构材料，避免天线在反射电磁波时发生损耗，通过周期性排列的左手材料，对倏逝波进行有效放大，提高天线对信号的发射和接收能力，同时对谐振环形状以及尺寸的改变，从而覆盖天线的工作频段。

Description

一种基于左手材料的基站天线
技术领域
本发明属于天线技术领域，具体地说，尤其涉及一种基于左手材料的基站天线。
背景技术
随着现代电子通讯科技的日新月异，对于各式电子设备的要求越来越高，基站天线作为无线通信网络与用户终端的空中接口，在无线通信中起着很关键的作用，目前，最为常见的基站天线结构是偶极子天线，标准偶极子天线具有稳定的全向辐射特性。目前为提高基站天线增益，一般采用增大反射板的方法，但是反射板的增大不利于基站天线的整体尺寸小型化，而且为了减少基站端天线数量，宽带天线需要能够覆盖多个***的工作频段，左手材料作为新型人工电磁材料的一种，具有很好的减小器件尺寸、拓宽工作宽带的性能，本发明中将左手材料应用于基站天线，具有很好的应用前景。
发明内容
本发明目的在于提供一种电磁损耗低、发射和接收能力强、使用便捷性强的基于左手材料的基站天线。
为了实现上述技术目的，本发明基于左手材料的基站天线采用的技术方案为：
一种基于左手材料的基站天线，包括介质基板、设于介质基板表面的偶极子辐射单元结构、设于偶极子辐射单元结构两侧的左手材料阵列以及设于介质基板背面的L型巴伦馈电微带线，所述偶极子辐射单元结构包括“7”字形偶极子辐射单元和L形偶极子辐射单元，所述“7”字形偶极子辐射单元和L形偶极子辐射单元之间设有直角梯形空隙，所述“7”字形偶极子辐射单元的长边中部设有与L型巴伦馈电微带线端部相连通的金属过孔，所述介质基板设于金属反射板表面，所述金属反射板中部设有馈电口，同轴馈线内导体穿过馈电口与L型巴伦馈电微带线相连，形成天线馈电。
优选的，所述左手材料阵列包括多个沿圆周分布的左手材料单元。
优选的，所述左手材料单元包括对称设置的开口谐振环，所述开口谐振环之间通过连接环固定连接为一体。
优选的，所述开口谐振环包括设于首尾端的“Z”字形环以及设于“Z”字形环之间的连环结构，连环结构包括多个首尾顺序连接的二分之一六边形环。
优选的，所述开口谐振环开口间距为0.4mm～0.9mm，二分之一六边形环内环的内切圆直径为0.7mm～1.4mm，外环的内切圆直径为2.1mm～3.2mm。
优选的，所述介质基板采用钙钛矿介质超构材料基板。通过设置钙钛矿介质超构材料基板，使电磁波损耗降低。
优选的，所述钙钛矿介质超构材料基板表面涂设有聚四氟乙烯纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过将钙钛矿材料和聚四氟乙烯材料相结合，形成超构材料，避免天线在反射电磁波时发生损耗，从而获得较高性能的定向天线；
2、本发明中左手材料为周期性排列，对倏逝波进行有效方法，进而提高天线对信号的发射和接收能力；
3、本发明中通过对谐振环形状以及尺寸的改变，使左手材料的左手特性区域的波段进行调节，从而覆盖天线的工作频段，极大地提升了使用的便捷性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中左手材料阵列的结构示意图。
图中：1.介质基板；2.L型巴伦馈电微带线；3.“7”字形偶极子辐射单元；4.L形偶极子辐射单元；5.直角梯形空隙；6.金属过孔；7.金属反射板；8.馈电口；9.开口谐振环；10.连接环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1—图2所示，一种基于左手材料的基站天线，包括介质基板1、设于介质基板1表面的偶极子辐射单元结构、设于偶极子辐射单元结构两侧的左手材料阵列以及设于介质基板1背面的L型巴伦馈电微带线2，所述介质基板1采用钙钛矿介质超构材料基板，所述钙钛矿介质超构材料基板表面涂设有聚四氟乙烯纤维，所述偶极子辐射单元结构包括“7”字形偶极子辐射单元3和L形偶极子辐射单元4，所述“7”字形偶极子辐射单元3和L形偶极子辐射单元4之间设有直角梯形空隙5，所述“7”字形偶极子辐射单元3的长边中部设有与L型巴伦馈电微带线2端部相连通的金属过孔6，所述介质基板1设于金属反射板7表面，所述金属反射板7中部设有馈电口8，同轴馈线内导体穿过馈电口8与L型巴伦馈电微带线2相连，形成天线馈电。其中，所述左手材料阵列包括多个沿圆周分布的左手材料单元，所述左手材料单元包括对称设置的开口谐振环9，所述开口谐振环9之间通过连接环10固定连接为一体，所述开口谐振环9包括设于首尾端的“Z”字形环以及设于“Z”字形环之间的连环结构，连环结构包括多个首尾顺序连接的二分之一六边形环，所述开口谐振环9开口间距为0.4mm～0.9mm，二分之一六边形环内环的内切圆直径为0.7mm～1.4mm，外环的内切圆直径为2.1mm～3.2mm。
通过对开口谐振环9的周期性排列，对其左手特性区域的波段进行调节，使其覆盖微带天线的工作频段，在天线辐射或接收的电磁波激励下，左手材料对电磁波中的倏逝波进行有效放大，进而提高天线对信号的发射和接收能力。

Claims (7)

1.一种基于左手材料的基站天线，其特征在于：包括介质基板、设于介质基板表面的偶极子辐射单元结构、设于偶极子辐射单元结构两侧的左手材料阵列以及设于介质基板背面的L型巴伦馈电微带线，所述偶极子辐射单元结构包括“7”字形偶极子辐射单元和L形偶极子辐射单元，所述“7”字形偶极子辐射单元和L形偶极子辐射单元之间设有直角梯形空隙，所述“7”字形偶极子辐射单元的长边中部设有与L型巴伦馈电微带线端部相连通的金属过孔，所述介质基板设于金属反射板表面，所述金属反射板中部设有馈电口，同轴馈线内导体穿过馈电口与L型巴伦馈电微带线相连，形成天线馈电。
2.根据权利要求1所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述左手材料阵列包括多个沿圆周分布的左手材料单元。
3.根据权利要求2所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述左手材料单元包括对称设置的开口谐振环，所述开口谐振环之间通过连接环固定连接为一体。
4.根据权利要求3所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述开口谐振环包括设于首尾端的“Z”字形环以及设于“Z”字形环之间的连环结构，连环结构包括多个首尾顺序连接的二分之一六边形环。
5.根据权利要求4所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述开口谐振环开口间距为0.4mm～0.9mm，二分之一六边形环内环的内切圆直径为0.7mm～1.4mm，外环的内切圆直径为2.1mm～3.2mm。
6.根据权利要求1所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述介质基板采用钙钛矿介质超构材料基板。
7.根据权利要求6所述的基于左手材料的基站天线，其特征在于：所述钙钛矿介质超构材料基板表面涂设有聚四氟乙烯纤维。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110233353A (zh) * 2019-04-22 2019-09-13 武汉理工大学 一种超材料单元及基于超材料的双层辐射天线装置
CN112768906A (zh) * 2020-12-24 2021-05-07 厦门大学 带左手调控结构的s型旋转单元结构平面反射阵列天线

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