一种以阿基米德螺旋线ebg结构为地板的pifa天线的利记博彩app
【专利摘要】一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，它涉及一种PIFA天线，具体涉及一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线。本发明为了解决现有PIFA天线辐射效率较低，天线整体体积较大的问题。本发明包括辐射片、短路板、地板、同轴内导体和同轴外导体，辐射片、地板由上至下依次并排平行设置，辐射片左端的端部通过短路板与地板左端的端部连接，同轴外导体竖直设置在地板左端的下方，且同轴外导体的上端与地板左端的下表面连接，同轴内导体竖直设置在辐射片与地板之间，且同轴内导体的上端与辐射片左端的下表面连接。本发明用于无线通信领域。
【专利说明】—种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种PIFA天线，具体涉及一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，属于无线通信领域。
【背景技术】
[0002]基于手机平台的射频识别是把RFID阅读器与作为移动通信终端的手机相结合，以RFID技术为手段，通过移动通信网络平台快速获取信息的新技术。PIFA天线自产生以来，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度锁销为四分之一波长，一直是内置天线的主要形式。EGB(电磁带隙)结构所特有的频率带隙特性，使得它作为一种新型的人工电磁结构，在微波以及毫米波的频段中有着非常广泛的应用，其中作为天线的反射板在提高天线辐射效率方面得到显著应用。但是，又由于EBG结构自身固有的周期性的特点，导致它想要达到目标的电特性时，往往具有很大的尺寸，会很大程度上的增加系统体积，因而在与集成电路系统的综合中受到很大的制约。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有PIFA天线辐射效率较低，天线整体体积较大的问题，进而提出一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线。
[0004]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明包括辐射片、短路板、地板、同轴内导体和同轴外导体，辐射片、地板由上至下依次并排平行设置，辐射片左端的端部通过短路板与地板左端的端部连接，同轴外导体竖直设置在地板左端的下方，且同轴外导体的上端与地板左端的下表面连接，同轴内导体竖直设置在辐射片与地板之间，且同轴内导体的上端与辐射片左端的下表面连接，同轴内导体的下端穿过地板左端的上表面插装在同轴外导体内，辐射片和地板均为长方形板体，辐射片一条长边的中部开有第一矩形缺口，辐射片另一条长边上开有两个第二矩形缺口，且两个第二矩形缺口位于第一矩形缺口的两侧，地板上表面的中部开有第一长条形凹槽，且每个第一长条形凹槽沿长度方向的中心线与地板沿长度方向的中心线重合，地板的上表面上开有多个第二长条形凹槽，每个第二长条形凹槽沿长度方向的中心线均与地板沿宽度方向的中心线平行，第一长条形凹槽与多个第二长条形凹槽将地板的上表面分成多个单元格，每个所述单元格内均设有一个阿基米德螺线凹槽，每个阿基米德螺线凹槽的中心开有通孔。
[0005]本发明的有益效果是:本发明的谐振频段为0.78G?0.99GHz，频带宽度为
0.21GHz，中心频率为0.89GHz。而实测谐振频段为0.76G?1.05GHz，频带宽度为0.29GHz，中心频率为0.9IGHz0尽管有一定的频率偏移，但本发明用于超高频段射频阅读器，仍然是满足设计要求的，覆盖0.92G?0.925GHz。天线测试增益为3.13dB,比传统平面倒F天线的2.57dB增加了 0.56dB，可见EBG地板的使用可以有效抑制天线的表面波和后向辐射，改善了天线的辐射性能。在微波暗室对天线的XOY面方向图进行了测试，并且与没有加载EBG结构的传统平面倒F天线的方向图进行了对比，加载了螺旋型EBG结构的平面倒F天线的后向辐射减小，主瓣变大，主辐射方向更加突出，所以加载了 EBG结构的PIFA天线方向性更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的主视图，图2是辐射片的俯视图，图3是地板的俯视图，图4是阿基米德螺旋型EBG-PIFA的I Sll |结果，图5是螺旋EBG-PIFA与传统PIFA方向图。
【具体实施方式】
[0007]【具体实施方式】一:结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线包括辐射片1、短路板2、地板3、同轴内导体4和同轴外导体5，辐射片1、地板3由上至下依次并排平行设置，辐射片I左端的端部通过短路板2与地板3左端的端部连接，同轴外导体5竖直设置在地板3左端的下方，且同轴外导体5的上端与地板3左端的下表面连接，同轴内导体4竖直设置在辐射片I与地板3之间，且同轴内导体4的上端与辐射片I左端的下表面连接，同轴内导体4的下端穿过地板3左端的上表面插装在同轴外导体5内，辐射片I和地板3均为长方形板体，辐射片I 一条长边的中部开有第一矩形缺口 1-1，辐射片I另一条长边上开有两个第二矩形缺口 1-2，且两个第二矩形缺口 1-2位于第一矩形缺口 1-1的两侧，地板3上表面的中部开有第一长条形凹槽3-1，且每个第一长条形凹槽3-1沿长度方向的中心线与地板3沿长度方向的中心线重合，地板3的上表面上开有多个第二长条形凹槽3-2，每个第二长条形凹槽3-2沿长度方向的中心线均与地板3沿宽度方向的中心线平行，第一长条形凹槽3-1与多个第二长条形凹槽3-2将地板3的上表面分成多个单元格，每个所述单元格内均设有一个阿基米德螺线凹槽3-3，每个阿基米德螺线凹槽3-1的中心开有通孔。
[0008]本实施方式中阿基米德螺线凹槽3-3的标准极坐标方程为:r ( Θ ) = a+b ( Θ )，式中:b是阿基米德螺旋线系数，单位是mm/°，表示每旋转I度时极径的增加(或减小)量；Θ是极角，单位为度，表示阿基米德螺旋线转过的总度数；a是当Θ =0°时的极径，单位mm,改变参数a将改变螺线形状，b控制螺线间距离。地板3为微带形式，采用印刷电路板工艺，阿基米德螺旋线采用凹形加工，上层金属层厚度为0.1mm，中间层介质层厚度为2mm，地板厚度0.1mm。
[0009]【具体实施方式】二:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线的辐射片I的长度为40mm，辐射片I的宽度为20mm，第一矩形缺口 1-1与辐射片I左端之间的距离LI为20mm，邻近辐射片I左端的第二矩形缺口 1-2与辐射片I左端之间距离L2为10mm，远离辐射片I左端的第二矩形缺口 1_2与辐射片I左端之间的距离L3为30mm，第一矩形缺口 1-1的宽度为9mm，第一矩形缺口 1-1的深度为16mm,每个第二矩形缺口 1-2的宽度为9mm,每个第二矩形缺口 1-2的深度为16mm。
[0010]本实施方式的技术效果是:如此设置，增加了电流路径，增大电长度，降低了天线的谐振频率，保证了天线谐振在所需频点，谐振深度加深，使得天线带宽增宽，同时满足了天线的机械强度。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0011]【具体实施方式】三:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线的短路板2的宽度为2mm，短路板2的长度为10mm。
[0012]本实施方式的技术效果是:如此设置，使得天线谐振在所需频点，且谐振深度较深。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0013]【具体实施方式】四:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线的地板3的宽度为20mm，地板3的长度为40mm，辐射片I下表面与地板3上表面之间的距离为10mm。
[0014]本实施方式的技术效果是:如此设置，有利于天线的能量辐射，且尽可能的减小体积。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0015]【具体实施方式】五:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线的同轴内导体4的轴线与地板3左端之间的距离L4为 3mm η
[0016]本实施方式的技术效果是:如此设置，使得天线的阻抗匹配得到满足，谐振深度较深。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0017]【具体实施方式】六:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线的每个阿基米德螺线凹槽3-3的宽度为0.5mm,每个阿基米德螺线凹槽3-3中心的通孔的直径为0.2mm，第一长条形凹槽3_1的宽度为0.5mm,每个第二长条形凹槽3-2的宽度我0.5mm。
[0018]本实施方式的技术效果是:如此设置，随着螺旋线圈数的增加，增加了结构的等效电感，降低了谐振频率，拓展了带宽，谐振频率达到0.9IG?0.93GHz，达到了工作需要。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0019]工作原理
[0020]本发明采用螺旋结构增加电感的方式降低谐振频率到所需频率，并且通过改变阿基米德螺旋线的圈数可以使得EBG工作在不同的频段，这样使得阿基米德螺旋线的使用范围大大增加，本发明应用于超高频段，当螺旋的圈数为4.1圈时，谐振频率达到0.91G?
0.93GHz，正好满足射频识别阅读器0.92?0.925GHz的工作范围。同时在每个螺旋结构的中心都添加了金属化过孔，它的作用是，使得整个EBG结构可以构成LC并联谐振回路，然后使整个结构谐振在目标频率上。
【权利要求】
1.一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线包括辐射片(I)、短路板(2)、地板(3)、同轴内导体(4)和同轴外导体(5)，辐射片(I)、地板(3)由上至下依次并排平行设置，辐射片(I)左端的端部通过短路板(2)与地板(3)左端的端部连接，同轴外导体(5)竖直设置在地板(3)左端的下方，且同轴外导体(5)的上端与地板(3)左端的下表面连接，同轴内导体(4)竖直设置在辐射片(I)与地板(3)之间，且同轴内导体(4)的上端与辐射片(I)左端的下表面连接，同轴内导体(4)的下端穿过地板(3)左端的上表面插装在同轴外导体(5)内，辐射片(I)和地板(3)均为长方形板体，辐射片(I) 一条长边的中部开有第一矩形缺口(1-1)，辐射片(I)另一条长边上开有两个第二矩形缺口(1-2)，且两个第二矩形缺口(1-2)位于第一矩形缺口(1-1)的两侧，地板(3)上表面的中部开有第一长条形凹槽(3-1)，且每个第一长条形凹槽(3-1)沿长度方向的中心线与地板(3)沿长度方向的中心线重合，地板(3)的上表面上开有多个第二长条形凹槽(3-2)，每个第二长条形凹槽(3-2)沿长度方向的中心线均与地板(3)沿宽度方向的中心线平行，第一长条形凹槽(3-1)与多个第二长条形凹槽(3-2)将地板(3)的上表面分成多个单元格，每个所述单元格内均设有一个阿基米德螺线凹槽(3-3)，每个阿基米德螺线凹槽(3-1)的中心开有通孔。
2.根据权利要求1所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:辐射片(I)的长度为40mm，辐射片(I)的宽度为20mm，第一矩形缺口(1-1)与辐射片(I)左端之间的距离(LI)为20mm，邻近辐射片(I)左端的第二矩形缺口(1_2)与辐射片(I)左端之间距离(L2)为10mm，远离辐射片(I)左端的第二矩形缺口(1_2)与辐射片(I)左端之间的距离(L3)为30mm，第一矩形缺口(1_1)的宽度为9mm，第一矩形缺口(1_1)的深度为16mm,每个第二矩形缺口(1-2)的宽度为9mm,每个第二矩形缺口(1_2)的深度为16mm。
3.根据权利要求1所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:短路板⑵的宽度为2mm，短路板⑵的长度为10mm。
4.根据权利要求1所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:地板(3)的宽度为20mm，地板(3)的长度为40mm，辐射片(I)下表面与地板(3)上表面之间的距离为10mm。
5.根据权利要求1所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:同轴内导体⑷的轴线与地板⑶左端之间的距离(L4)为3mm。
6.根据权利要求1所述一种以阿基米德螺旋线EBG结构为地板的PIFA天线，其特征在于:每个阿基米德螺线凹槽(3-3)的宽度为0.5mm，每个阿基米德螺线凹槽(3_3)中心的通孔的直径为0.2mm，第一长条形凹槽(3-1)的宽度为0.5mm，每个第二长条形凹槽(3_2)的宽度我0.5mm。
【文档编号】H01Q1/48GK104241820SQ201410409814
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】邢立鲲, 李红梅, 孙士明, 王金悦 申请人:哈尔滨工业大学