專利名稱：含有負磁導率材料的手機天線的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式平面倒置F型手機天線，特別是涉及一種利用負磁導率材料的禁帶效應削弱天線的表面波損耗，抑制寄生輻射，提高電磁波發(fā)射接收能力和靈敏度的手機天線。
背景技術(shù)：
平面倒置F型天線，微帶天線及環(huán)天線等天線作為手機的收發(fā)天線主要是利用它們的低輪廓和易共形特性。即使用這種天線作為手機收發(fā)天線時，天線系統(tǒng)所占的空間較小，易于攜帶和操作，同時減少天線的制造成本，可以實現(xiàn)體積小、重量輕、低輪廓的要求。然而眾所周知，天線的尺寸越小，天線的效率越低，帶寬越窄。因此這些天線作為手機的收發(fā)天線時，天線本身的表面波損耗及天線向手機本體泄漏高頻電流造成的寄生輻射會降低天線的訊號接收能力和靈敏度，影響手機通話質(zhì)量及對人體造成傷害。
自然界中存在的材料的磁導率均為正值，然而在1999年，Pendry研究發(fā)現(xiàn)，按一定周期性排列的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)的電磁響應行為與磁性材料相似，且該結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的磁導率μ在特定頻率范圍內(nèi)為負值。隨后研究發(fā)現(xiàn)在金屬開口諧振環(huán)的磁導率μ為負值的頻率范圍內(nèi)，電磁波被抑制，材料出現(xiàn)電磁禁帶效應。因而負磁導率材料在濾波器、無線電通信、超敏感傳感器、醫(yī)學診斷成像等領域有重要的應用價值。利用負磁導率材料的電磁禁帶效應能夠很好的削弱手機天線的表面波損耗，抑制寄生輻射，提高手機天線的訊號接收能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用負磁導率材料的電磁禁帶效應削弱天線的表面波損耗，抑制手機本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線二次激發(fā)，增強天線的發(fā)射接收信號電平，提高天線靈敏度的內(nèi)置式手機天線。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種含有負磁導率材料的內(nèi)置式平面倒置F型天線，用于裝設在手機內(nèi)。該平面倒置F型天線的發(fā)射部是兩種成分的組合，即一L形貼片和一矩形貼片。其中L形貼片適合收發(fā)GSM規(guī)格(900MHz)的電磁波信號，矩形貼片適合收發(fā)DCS規(guī)格(1800MHz)的電磁波信號。又，L形、矩形金屬貼片刻蝕在天線基板上，基板的另一面是刻蝕比倒置F型貼片面積稍大的金屬作為接地板。L形、矩形金屬貼片采用阻抗50Ω的同一根同軸電纜饋電，同軸線外導體連接接地平板，內(nèi)導體連接天線輸入/出端。在天線輸入/出端旁設有金屬短路銷釘，金屬短路銷釘連于金屬接地平板，以消除L形、矩形金屬貼片之間的耦合。兩個不同尺寸的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)陰刻在接地板上，使它們出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率分別在900MHz和1800MHz，利用金屬開口諧振環(huán)的電磁禁帶效應削弱天線的表面波損耗，抑制手機本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線二次激發(fā)。因此天線的電磁波發(fā)射及接收能力被提高，天線的靈敏度得到改善。本發(fā)明采用廉價材料(如金屬銅、聚四氟乙烯、印刷電路板等材料)來制造，且可以在天線的接地板上陰刻金屬開口諧振環(huán)來實現(xiàn)負磁導率效應，因此具有成本低，低拋面，易共形，體積小的特點。


本發(fā)明的其它技術(shù)內(nèi)容、特征及優(yōu)點，在以下配合參考附圖的優(yōu)選實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)，在附圖中圖1具有禁帶效應的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)的構(gòu)造示意2具有禁帶效應的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)的微波透射曲線圖3平面倒置F型天線的構(gòu)造示意4接地板上陰刻六邊形開口諧振環(huán)的平面倒置F型天線的構(gòu)造示意圖具體實施方式
參閱圖3、圖4，本發(fā)明的含有負磁導率材料的平面倒置F型天線4包含一接地部31、一由L形貼片321和矩形貼片322組成的平面倒置F型金屬貼片32、一天線基板33、一天線輸入/出端34、三個金屬短路銷釘35、負磁導率材料41。
該接地部31，其為刻蝕在天線基板33上的矩形金屬銅片，面積大于平面倒置F型金屬貼片32的面積，它提供電路接地的特性。
該平面倒置F型金屬貼片32，是刻蝕在與接地部31相對的天線基板33的另一面，以適于感應電磁波訊號。
該天線輸入/出端34，其與阻抗50Ω的同軸電纜的內(nèi)導體連接，以對平面倒置F型金屬貼片32輸入/出高頻電流。
該金屬短路銷釘35，其設在天線輸入/出端34旁，且連于金屬接地平板，以消除L形、矩形金屬貼片之間的耦合。
該具有禁帶效應的負磁導率材料41，是陰刻在接地板上的兩個不同尺寸的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)，使它們出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率分別在900MHz和1800MHz，且尺寸較大的環(huán)的電磁禁帶范圍為850MHz～1000MHz，尺寸較小的環(huán)的電磁禁帶范圍為1700MHz～1900MHz。
應用時，主要是利用平面倒置F型金屬貼片32的組成部分L形貼片321感應四分之一波長電磁波的低頻訊號，利用矩形貼片322感應二分之一波長電磁波的高頻訊號，以實現(xiàn)手機雙頻的目的。而具有禁帶效應的兩個不同尺寸的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)，在手機天線輻射的電磁波激勵下會產(chǎn)生電磁禁帶效應，且電磁禁帶的中心頻率與手機天線的工作頻率一致。因此削弱天線的表面波損耗，抑制手機本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線二次激發(fā)，這樣參與天線能量轉(zhuǎn)換的電磁波能量大大增加，天線的接收能力和靈敏度得到提高。
本發(fā)明的實現(xiàn)過程和材料的性能由實施例和

實施例一采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線的接地板上陰刻兩個不同尺寸六邊形開口諧振環(huán)(圖1(a))。對應L形貼片的六邊形開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝12.00-12.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝25.00-26.50mm，開口為g＝2.85-3.00mm，線寬為c＝4.55-4.80mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在900MHz。對應矩形金屬貼片的六邊形開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝6.20-6.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝13.20-13.70mm，開口為g＝1.50-1.55mm，線寬為c＝2.40-2.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實施例二采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線的接地板上陰刻兩個不同尺寸方形開口諧振環(huán)(圖1(b))。對應L形貼片的方形開口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長為1＝34.80-36.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝3.48-3.65mm，開口為g＝3.48-3.65mm，線寬為c＝3.48-3.65mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在900MHz。對應矩形金屬貼片的方形開口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長為1＝18.10-19.10mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.81-1.91mm，開口為g＝1.81-1.91mm，線寬為c＝1.81-1.91mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實施例三采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線的接地板上陰刻兩個不同尺寸對稱環(huán)結(jié)構(gòu)(圖1(c))，此對稱環(huán)結(jié)構(gòu)是兩個相同尺寸的開路環(huán)對稱放置。對應L形貼片的對稱環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)的長為w＝27.90-29.50mm，環(huán)的寬為s＝19.35-20.40mm，開口為g＝2.15-2.30mm，線寬為c＝2.15-2.30mm，環(huán)間距為d＝2.15-2.30mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在900MHz。對應矩形金屬貼片的對稱環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)的長為w＝14.55-15.30mm，環(huán)的寬為s＝10.05-10.60mm，開口為g＝1.12-1.20mm，線寬為c＝1.12-1.20mm，環(huán)間距為d＝1.12-1.20mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實施例四采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線的接地板上陰刻兩個不同尺寸嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)(圖1(d))。對應L形貼片的嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)，1＝17.70-18.70mm，開口為g＝5.55-5.85mm，線寬為c＝2.75-2.90mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝2.75-2.90mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在900MHz。對應矩形金屬貼片的嵌套結(jié)構(gòu)的諧振環(huán)，1＝9.20-9.70mm，開口為g＝2.90-3.05mm，線寬為c＝1.45-1.50mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝1.45-1.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
實施例五采用電路板刻蝕技術(shù)，在天線的接地板上陰刻兩個不同尺寸圓形開口諧振環(huán)(圖1(e))。對應L形貼片的圓形開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝7.70-8.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.05-1.10mm，開口為g＝2.10-2.30mm，線寬為c＝4.10-4.50mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在900MHz。對應矩形金屬貼片的圓形開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝3.95-4.25mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝0.50-0.65mm，開口為g＝1.10-1.20mm，線寬為c＝2.10-2.30mm，其出現(xiàn)禁帶效應的中心頻率在1800MHz。平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明專利覆蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置式含有負磁導率材料的平面倒置F型手機天線，該天線包含平面倒置F型輻射貼片，金屬接地板，負磁導率材料，天線基板，天線輸入/出端，金屬短路銷釘，其特征在于在接地板上陰刻兩個不同尺寸的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)構(gòu)成負磁導率材料。
2.如權(quán)利要求1所述的手機天線，其特征是金屬開口諧振環(huán)(SSRs)的幾何結(jié)構(gòu)有五種(1)金屬開口諧振環(huán)為六邊形，對應L形貼片的開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝12.00-12.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝25.00-26.50mm，開口為g＝2.85-3.00mm，線寬為c＝4.55-4.80mm，對應矩形貼片的開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d1＝6.20-6.50mm，外環(huán)的內(nèi)切圓直徑為d2＝13.20-13.70mm，開口為g＝1.50-1.55mm，線寬為c＝2.40-2.50mm；(2)金屬開口諧振環(huán)為方形，對應L形貼片的開口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長為l＝34.80-36.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝3.48-3.65mm，開口為g＝3.48-3.65mm，線寬為c＝3.48-3.65mm，對應矩形貼片的開口諧振環(huán)，外環(huán)的邊長為l＝18.10-19.10mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.81-1.91mm，開口為g＝1.81-1.91mm，線寬為c＝1.81-1.91mm；(3)金屬開口諧振環(huán)為對稱環(huán)結(jié)構(gòu)，對應L形貼片的開口諧振環(huán)，環(huán)的長為w＝27.90-29.50mm，環(huán)的寬為s＝19.35-20.40mm，開口為g＝2.15-2.30mm，線寬為c＝2.15-2.30mm，環(huán)間距為d＝2.15-2.30mm，對應矩形貼片的開口諧振環(huán)，環(huán)的長為w＝14.55-15.30mm，環(huán)的寬為s＝10.05-10.60mm，開口為g＝1.12-1.20mm，線寬為c＝1.12-1.20mm，環(huán)間距為d＝1.12-1.20mm；(4)金屬開口諧振環(huán)為嵌套結(jié)構(gòu)，對應L形貼片的開口諧振環(huán)，l＝17.70-18.70mm，開口為g＝5.55-5.85mm，線寬為c＝2.75-2.90mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝2.75-2.90mm，對應矩形貼片的開口諧振環(huán)，l＝9.20-9.70mm，開口為g＝2.90-3.05mm，線寬為c＝1.45-1.50mm，內(nèi)外環(huán)間距d＝1.45-1.50mm；(5)金屬開口諧振環(huán)為圓形，對應L形貼片的開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝7.70-8.50mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝1.05-1.10mm，開口為g＝2.10-2.30mm，線寬為c＝4.10-4.50mm，對應矩形貼片的開口諧振環(huán)，內(nèi)環(huán)的半徑為r＝3.95-4.25mm，內(nèi)外環(huán)間距為d＝0.50-0.65mm，開口為g＝1.10-1.20mm，線寬為c＝2.10-2.30mm。
3.如權(quán)利要求1所述的手機天線，其平面倒置F型貼片和接地板采用的金屬銅片的厚度為0.02-0.04mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式平面倒置F型手機天線，特別是涉及一種含有負磁導率材料的手機天線。該天線包括平面倒置F型輻射貼片，金屬接地板，天線基板，天線輸入/出端，金屬短路銷釘及負磁導率材料。其中在接地板上陰刻兩個不同尺寸的金屬開口諧振環(huán)(SSRs)構(gòu)成負磁導率材料，利用負磁導率材料的禁帶效應抑制天線的表面波損耗及手機本體的寄生輻射，并將寄生輻射的電磁波能量反射回天線二次激發(fā)。因此天線的電磁波發(fā)射接收能力得到提高，天線的靈敏度得到改善。
文檔編號H01Q1/38GK1874058SQ200510042740
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者趙曉鵬, 趙偉, 劉亞紅, 羅春榮 申請人:西北工業(yè)大學