康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种康托尔?明可夫斯基复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为康托尔?明可夫斯基复合分形结构。本实用新型的目的在于提供一种能够完全覆盖第四代移动通信TD?LTE标准的2570MHz～2620MHz频段和第五代移动通信的3300～3400MHz候选频段的康托尔?明可夫斯基复合分形移动通信天线。
【专利说明】
康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线。【背景技术】
[0002]目前，第四代移动通信技术日趋成熟，已进入商业化的实用阶段。TD-LTE标准是一种拥有广阔的应用前景的第四代移动通信标准，是中国的第四代移动通信主流标准，TD-LTE标准的常用工作频段为2570MHz?2620MHz。第五代移动通信是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统，具有超高的频谱利用率和能效，在传输速率和资源利用率等方面有较大优势。国际电信联盟(ITU)召开的2015年世界无线电通信大会(WRC-15)上，提出了第五代移动通信的潜在候选频段，其中3300?3400MHz频段是最重要的候选频段之一。
[0003]未来的移动通信设备在使用过程中必须要面对这样一个问题:多代移动通信系统将在很长的一段时间内共存，这就要求未来的移动通信天线具备多频段兼容的功能。第四代、第五代移动通信系统对天线的性能要求是:能够放入移动通信终端设备里，同时满足小尺寸、低厚度、低回波损耗、大工作带宽和全向辐射这五个要求，能够完全覆盖第四代移动通信TD-LTE标准的2570MHz?2620MHz频段和第五代移动通信的3300?3400MHz候选频段。 复合分形结构由两种或两种以上传统分形结构融合而成，边沿曲线和内部金属辐射区都将具有自相似结构，在多频段兼容方面具有独特的优势，适合用于设计兼容第四代、第五代移动通信系统的高性能移动通信天线。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够完全覆盖第四代移动通信TD-LTE标准的 2570MHz?2620MHz频段和第五代移动通信的3300?3400MHz候选频段的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线。
[0005]本实用新型的目的通过如下技术方案实现:一种康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为康托尔-明可夫斯基复合分形结构。
[0006]优选地，所述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用康托尔分形结构作为基本结构，将基本结构内部的小正方形金属区域用明可夫斯基分形结构替代。
[0007]优选地，所述康托尔_明可夫斯基复合分形结构使用的康托尔分形结构至少为2阶结构。
[0008]优选地，所述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用的明可夫斯基分形结构至少为2阶结构。
[0009]优选地，所述基本结构下侧边沿中心设有天线馈电点。
[0010]优选地，所述基板为低损耗微波陶瓷基板，其相对介电常数为11-15。[0〇11] 优选地，所述基板的形状为矩形，尺寸是30mm ± 1mm X 30mm± 1mm，厚度为2mm 土 0?2mm〇
[0012]优选地，所述康托尔-明可夫斯1基复合分开多福射贴片总尺寸是24mm± 1mm X 24mm 土 lmm〇
[0013]优选地，所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
[0014]较之现有技术而言，本实用新型的优点在于:现有分形天线结构多为单一分形结构，分形的自相似特性只体现在天线的边沿部位，天线内部的金属区域仍是普通的金属辐射区，没有自相似特性。而我们设计的康托尔-明可夫斯基复合分形天线结构，使用康托尔分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用明可夫斯基分形结构替代，两种面分形结构融合在一起，使天线从里到外都具有自相似特性，整个复合分形辐射贴片中的射频电流都将均匀分布，天线将具备很强的多频带兼容能力，且在各个工作频带都具有很好的辐射强度和很大的工作带宽。天线能够同时实现小尺寸、低厚度、低回波损耗、大工作带宽和全向辐射这五个要求，满足第四代、第五代移动通信系统对天线的性能要求。【附图说明】
[0015]图1是康托尔分形结构的迭代过程示意图。在图1中，(a)为1阶康托尔分形结构； (b)为2阶康托尔分形结构。
[0016]图2是明可夫斯基分形结构的迭代过程示意图。在图2中，(a)为0阶明可夫斯基分形结构；(b)为1阶明可夫斯基分形结构；(c)为2阶明可夫斯基分形结构。
[0017]图3是康托尔-明可夫斯基复合分形辐射贴片结构示意图。[〇〇18]图4为本发明实施例的回波损耗(Sn)性能图，图中的横坐标表示频率Frequency (GHz)，纵坐标表示回波损耗强度(The return loss value of the antenna(dB))。
[0019]标号说明:1基板、2辐射贴片、3天线馈电点。【具体实施方式】
[0020]下面结合说明书附图和实施例对本【实用新型内容】进行详细说明:
[0021]—种康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，它包括基板、天线接地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全金属接地结构，所述辐射贴片为康托尔-明可夫斯基复合分形结构。
[0022]所述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用康托尔分形结构作为基本结构，将其内部小正方形金属区域用明可夫斯基分形结构替代。
[0023]康托尔分形结构的迭代过程如图1所示，其初始单元为正方形贴片，将其等分为四行四列十六个小正方形。去掉第一行第三个小正方形、第二行第一个小正方形、第三行第四个小正方形、第四行第二个小正方形，剩下十二个小正方形，即构成1阶康托尔分形结构。将 1阶康托尔分形结构的每个小正方形再分别等分为四行四列十六个小小正方形。去掉第一行第三个小小正方形、第二行第一个小小正方形、第三行第四个小小正方形、第四行第二个小小正方形，得到2阶康托尔分形结构。按此迭代，可生成各高阶康托尔分形结构。
[0024]明可夫斯基分形结构的迭代过程如图2所示，其初始单元为边长为L正方形贴片， 将每条边三等分，将每边中间长度为L/3的线段向正方形内侧平移h，形成4个矩形缺口，设缺口的深度与宽度之比为P，不同的P值将对应不同的1阶明可夫斯基分形结构。对1阶明可夫斯基分形结构的每条线段三等分，按照相同的P值在每条线段上挖出1个矩形缺口，即得至IJ2阶明可夫斯基分形结构。按此迭代，可生成各高阶明可夫斯基分形结构。
[0025]所述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用至少2阶的康托尔分形结构和至少2阶的明可夫斯基分形结构，天线馈电点最好位于所述康托尔分形结构下侧边沿中心。
[0026]所述基板为低损耗微波陶瓷基板，其相对介电常数为11-15。所述基板的形状优选为矩形，尺寸最好是3Ctam ± 1謹X 3Ctam ± 1謹，厚度为2謹± 0 ? 2謹。[00Z7]所述康托尔-明可夫斯基复合分形福射贴片总尺寸最好是24mm± 1mm X 24mm土 lmm〇
[0028]所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
[0029]下面给出本实用新型的一具体实施例:
[0030]参见图3,本实施例上设有基板1、天线接地板和辐射贴片2,天线接地板和辐射贴片2分别贴合在基板1的两面上，天线接地板是全金属接地结构，辐射贴片2结构如图3所示。 本发明实施例使用尺寸为24mm± lmmX24mm± 1mm的2阶康托尔分形结构作为基本结构，将其内部144个尺寸为1.5_X 1.5mm的小正方形区域用2阶明可夫斯基分形结构替代，组成了康托尔-明可夫斯基复合分形辐射贴片。
[0031]基板1为低损耗微波陶瓷基板，其相对介电常数为11-15。基板1的形状为矩形，尺寸是 30_ 土 1_ X 30mm 土 1_，厚度为 2_ ± 0 ? 2mm。[〇〇32]参见图4,图4给出了本发明实施例的回波损耗(Sn)性能图。从图4可以看出，实测结果显示该款天线有两个工作频段，天线的两个谐振频率分别为2.62GHz和3.63GHz，天线两个谐振频率处的回波损耗Sn值分别为一 24.83dB和一 24.56dB，天线的两个工作频段分别为1.742?3.041GHz和3.041?4.272GHz，天线在两个工作频段的工作带宽分别为1.299GHz 和1.231GHz。实测结果显示，该款天线完全覆盖了第四代移动通信TD-LTE标准的2570MHz? 2620MHz频段和第五代移动通信的3300?3400MHz候选频段。
[0033]目前尚无实际投入使用的第五代移动通信天线产品，本实用新型在第五代移动通信天线方面属于填补国内外研究空白的产品。与用于第四代移动通信的ID-LTE标准通信频段的常规微带天线比较，本实用新型具有以下突出的优点和显著的效果:天线尺寸很小，只有30mm X 30mm，可以放进各种小型移动通信终端;天线回波损耗较低，两个工作频段的回波损耗最小值都小于一 24dB，远低于常规微带天线;天线的工作带宽很大，两个工作频段完全覆盖了 1.742?4.272GHz的频率范围，除了可覆盖第四代移动通信的TD-LTE标准通信频段和第五代移动通信的候选频段外，还可兼容第二代移动通信GSM标准的1805?1880MHz频段，第三代移动通信TD-SCDMA标准的1880?1920MHz、2010?2025MHz、2300?2400MHz频段， 第三代移动通信WCDMA标准的1920?1980MHz、2110?2170MHz频段，射频识别系统的2400? 2483.5MHz频段。天线实现了第二代、第三代、第四代、第五代移动通信频段、射频识别频段的全兼容，能够同时实现小尺寸、低厚度、低回波损耗、大工作带宽和全向福射这五个要求， 具有广阔的应用前景。
【主权项】
1.一种康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:它包括基板、天线接 地板和辐射贴片，天线接地板和辐射贴片分别贴合在基板的两面上，所述天线接地板是全 金属接地结构，所述辐射贴片为康托尔-明可夫斯基复合分形结构。2.根据权利要求1所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:所 述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用康托尔分形结构作为基本结构，将基本结构内部 的小正方形金属区域用明可夫斯基分形结构替代。3.根据权利要求2所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:所 述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用的康托尔分形结构至少为2阶结构。4.根据权利要求2所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:所 述康托尔-明可夫斯基复合分形结构使用的明可夫斯基分形结构至少为2阶结构。5.根据权利要求2所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:所 述基本结构下侧边沿中心设有天线馈电点。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特 征在于:所述基板为低损耗微波陶瓷基板。7.根据权利要求6所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特征在于:所 述低损耗微波陶瓷基板的相对介电常数为11-15。8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特 征在于:所述基板的形状为矩形，尺寸是30mm ± 1mm X 30mm ± 1mm，厚度为2mm ±0.2mm。9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特 征在于:所述康托尔-明可夫斯基复合分形福射贴片总尺寸是24mm± 1mm X 24mm± lmm〇10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的康托尔-明可夫斯基复合分形移动通信天线，其特 征在于:所述天线接地板和辐射贴片的材质为铜、银、金或铝。
【文档编号】H01Q1/38GK205595445SQ201620359342
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】林斌, 叶广雅, 毛云海, 陈泽, 蔡沅坤, 林畅
【申请人】厦门大学嘉庚学院