專利名稱：使用光子帶隙材料的多頻帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用光子帶隙材料的多頻帶天線，特別是涉及利用光子帶
隙(PBG)材料的帶阻特性，在不增加天線尺寸的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)天線的多頻 帶發(fā)射/接收。
背景技術(shù)：
隨著無線接收設(shè)備在移動(dòng)終端中的增加，接收/發(fā)送天線的數(shù)量也同 時(shí)增加。另一方面，隨著電子設(shè)備集成度的提高，通信設(shè)備的體積也越來 越小，這就需要天線減小自身尺寸。在不影響天線的增益和效率的同時(shí)減 小天線的尺寸是一項(xiàng)艱巨的工作。電子設(shè)備集成度的提高，經(jīng)常需要一個(gè) 天線在較寬的頻率范圍內(nèi)支持兩個(gè)或更多的無線服務(wù)，寬帶和多頻帶天線 能滿足這樣的需要。
多頻帶天線通常要在兩個(gè)或兩個(gè)以上特定的窄頻帶上提供較好的阻 抗匹配和性能。隨著各種服務(wù)和頻率的要求日益增多，多頻帶天線是一種 比較經(jīng)濟(jì)的解決方法。寬帶天線在一個(gè)頻率范圍之內(nèi)的性能都保持不變。
對(duì)于大多數(shù)的實(shí)例，增加一個(gè)頻帶往往需要對(duì)天線的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行較 大的改動(dòng)，同時(shí)也意味著天線變得更加復(fù)雜，天線的尺寸有所增大。
光子帶隙(以下簡(jiǎn)稱為PBG: Photonic Band-Gap)結(jié)構(gòu)最早應(yīng)用在光 學(xué)領(lǐng)域，是可以實(shí)現(xiàn)光子帶隙的周期性結(jié)構(gòu)。隨著對(duì)光子晶體研究的不斷 深入，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到微波和毫米波領(lǐng)域，利用其帶阻特性，可以實(shí)現(xiàn)寬 帶濾波，改善天線的方向圖。圖1顯示了PBG在微波領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)的帶阻特 性的示意圖。
光子帶隙(PBG)通常由全介質(zhì)材料構(gòu)成。近年來，由金屬介質(zhì)構(gòu)成 的PBG材料以其奇異的電磁波傳播特性引起了人們很大興趣。根據(jù)Bragg 散射理論，PBG中人工介質(zhì)結(jié)構(gòu)的周期大小是半波長的整數(shù)倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)
的頻率將被散射，形成帶阻的頻率特性。但是對(duì)于工作頻率為GHz的微波 帶隙，如果采用通常的全介質(zhì)材料構(gòu)成，這樣的設(shè)計(jì)要求將使得材料的基
本尺寸過大，從而大大限制了 PBG在微波通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。
近年來，為了克服這些問題，提出了在金屬與電介質(zhì)PBG的金屬單元 之間引入特殊的連接方法，使PBG在微波領(lǐng)域也有了很大的發(fā)展。利用傳 輸線和相鄰金屬單元之間的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)局部的電感(L)電容(C)共振單 元。PBG的中心頻率僅與局域單元的共振頻率(LC) —1/2有關(guān)，而與PBG的 結(jié)構(gòu)周期大小無關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使用光子帶隙材料的多頻帶天線，能夠在不 增加天線尺寸的基礎(chǔ)上增加天線接收的頻帶，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多頻帶天 線。
本發(fā)明提供一種使用光子帶隙材料的多頻帶天線裝置，包括微帶天 線；作為所述微帶天線一部分的第一天線單元，用于接收/發(fā)送第l頻帶的 信號(hào)；作為所述微帶天線一部分的第二天線單元，所述第二天線單元與由 光子帶隙材料制成的光子帶隙材料板緊密接觸，并與所述第一天線單元構(gòu) 成一體，用于接收/發(fā)送第2頻帶的信號(hào)；其中由光子帶隙材料制成的所述 光子帶隙材料板對(duì)所述第l頻帶呈現(xiàn)帶阻特性。
根據(jù)本發(fā)明的使用光子帶隙材料的多頻帶天線，對(duì)于接收/發(fā)送第2 頻率的微帶天線，利用PBG材料使微帶天線的一部分，即第二天線單元， 對(duì)第1頻率具有帶阻特性。因此，在不增加天線尺寸的基礎(chǔ)上，利用不與 PBG材料相鄰的剩余天線部分，即第一天線單元，實(shí)現(xiàn)第l頻率信號(hào)的接 收和發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明，可以利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，在不增加天線尺寸的基礎(chǔ) 上，實(shí)現(xiàn)多頻帶天線。另外，可以利用由印刷電路板制成的光子帶隙構(gòu)造 板代替由光子帶隙材料制成的光子帶隙材料板，以降低天線的制造成本。


通過下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述及其 它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中
圖1是顯示PBG在微波領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)的帶阻特性的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有多頻帶天線的無線電裝置的結(jié)構(gòu)
示意圖3是在印刷電路板上簡(jiǎn)單加工形成的PBG構(gòu)造的示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的使用在印刷電路板上加工的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu) 形成PBG構(gòu)造的多頻帶天線的無線電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5A是顯示在r/a〈0. 25時(shí)的仿真結(jié)果； 圖5B是顯示在r/a二0. 25時(shí)的仿真結(jié)果； 圖5C是顯示在r/a>0. 25時(shí)的仿真結(jié)果； 圖6是在印刷電路板上加工的簡(jiǎn)單PBG構(gòu)造的仿真結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，在描述過程中省略了 對(duì)于本發(fā)明來說是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。
下面參考圖2描述使用光子帶隙材料的多頻帶天線的結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施 例。如圖2所示，根據(jù)本實(shí)施例的天線裝置包括微帶天線104，基板105， 光子帶隙材料板106，第一饋電線107，第二饋電線108，第一接收/發(fā)送 無線電路109，第二電接收/發(fā)送無線電路110。
在本實(shí)施例的天線裝置101中，光子帶隙材料板106設(shè)置在基板105 上，緊貼基板105。微帶天線104沿光子帶隙材料板106的長度方向設(shè)置 在光子帶隙材料板106之上，即，微帶天線104的長度方向與光子帶隙材 料板106的長度方向相同。微帶天線104的長度比光子帶隙材料板106的 長度長。微帶天線104由沿其長度方向排列的第一天線單元102和第二天 線單元103構(gòu)成。各作為微帶天線104 —部分的第一天線單元102與第二 天線單元103在微帶天線104的長度方向構(gòu)成一體。光子帶隙材料板106 設(shè)置在第二天線單元103之下，與第二天線單元103緊密接觸。第一天線
單元102的正下方?jīng)]有光子帶隙材料板106，其下表面與基板105相對(duì)。 第一天線單元102通過第一饋電線107與第一接收/發(fā)送無線電路109相 連。第二天線單元103通過第二饋電線108與第二接收/發(fā)送無線電路110 相連。
第一天線單元102適合于通過第一接收/發(fā)送無線電部分109接收/發(fā) 送第1頻帶的信號(hào)。與第二天線單元103緊密接觸的光子帶隙材料板106 的頻譜特性在第1頻率附近表現(xiàn)為帶阻特性，即，在第二天線單元103中 對(duì)第1頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)呈現(xiàn)高阻態(tài)。第1頻帶的信號(hào)無法在第二天線單 元103中傳輸，而只能在通過第一天線單元傳輸。構(gòu)成光子帶隙材料板106 的PBG材料對(duì)于與第1頻帶不同的第2頻帶呈現(xiàn)通帶特性，使第2頻率可 以在第二天線單元103中自由傳輸。第一天線單元102和第二天線單元103 結(jié)合構(gòu)成的微帶天線，作為接收/發(fā)送第2頻率的天線。作為實(shí)例，第2 頻帶的頻率可以低于第l頻帶的頻率。但本發(fā)明不限于此，也可以根據(jù)具 體需要，通過選擇PBG材料的特性而使第2頻帶的頻率可以高于第1頻帶 的頻率。
下面以無線局域網(wǎng)的通信作為實(shí)例來描述本實(shí)施例的天線裝置101的 工作。無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802. 11，其中IEEE 802. lla的工作頻率 為5GHz， IEEE 802. lib的工作頻率為2. 4GHz。本發(fā)明的天線裝置101使 用一根微帶天線可以同時(shí)接收/發(fā)送頻率為2. 4GHz和5GHz的信號(hào)。
微帶天線104接收/發(fā)送2.4GHz (可以作為第2頻帶)的無線信號(hào)。 為了提高天線效率，使其達(dá)到最大，可以使微帶天線104的長度為頻率為 2.4GHz的信號(hào)在微帶天線104中傳輸?shù)陌氩ㄩL(即，二分之一波長，約 為63mm)的整數(shù)倍。微帶天線分104分為第一天線單元102和第二天線 單元103。如上所述，第一天線單元102用于接收/發(fā)送與第2頻帶(2.4GHz) 不同頻帶，艮卩5GHz (可以作為第l頻帶)，的信號(hào)。為了接收/發(fā)送5GHz 的信號(hào)，第一天線單元102的尺寸(長度)約為5GHz的信號(hào)在第一天線 單元102中傳輸?shù)陌氩ㄩL(約為30mm)的整數(shù)倍。微帶天線104的剩余天 線部分就是第二天線單元103。
微帶天線103的第二天線單元103設(shè)置在由光子帶隙材料制成的尺寸
為長度(L) X寬度(W)的光子帶隙材料板106之上，與光子帶隙材料
板106緊密接觸。光子帶隙材料板106的寬度W要大于微帶天線104的 寬度。第一天線單元102的正下方?jīng)]有PBG材料。光子帶隙材料可以是 材料內(nèi)部具有間距是在第1頻帶信號(hào)的1/2波長的整數(shù)倍的多個(gè)空隙的介 質(zhì)材料。另外，光子帶隙材料可以是材料內(nèi)部具有間距是第l頻帶信號(hào)的 1/2波長的整數(shù)倍的多個(gè)介質(zhì)顆粒的介質(zhì)材料。這種介質(zhì)顆粒的介電常數(shù) 和前述介質(zhì)材料的介電常數(shù)不同。
可以通過采用在均勻材質(zhì)的介質(zhì)中注入更高介電常數(shù)的物質(zhì)等方法 使所使用的PBG材料獲得需要的帶阻特性。但是PBG材料的頻譜特性必 須在與5GHz附近的頻帶(即，第l頻帶)對(duì)應(yīng)的頻帶范圍形成相應(yīng)的帶 阻特性。
利用這種光子帶隙材料與第二天線單元103的緊密結(jié)合，在第二天線 單元103中對(duì)頻率為5GHz的信號(hào)形成帶阻特性，但對(duì)頻率為2.4GHz的 信號(hào)則為帶通特性。對(duì)于頻率為2.4GHz的信號(hào)，微帶天線104的整體作 為有效天線，而對(duì)于頻率為5GHz的信號(hào)，由于第二天線單元103在5GHz 附近的帶阻特性，可以等效為沒有連接第二天線單元103，只有第一天線 單元102的微帶天線部分為其有效的天線。就是說，利用用于2.4GHz頻 率的微帶天線和光子帶隙材料，使原有微帶天線實(shí)現(xiàn)了針對(duì)2.4GHz和 5GHz信號(hào)的多頻帶天線，并達(dá)到了分別使用2.4GHz禾[]5GHz頻率的獨(dú)立 天線的接收/發(fā)送性能。
如果沒有光子帶隙材料，對(duì)于頻率為5GHz的信號(hào)，原有的微帶天線 104整體作為天線。而從微帶天線的中間部分進(jìn)行饋電的構(gòu)造，使得天線 的長度不能滿足頻率為5GHz的信號(hào)的半波長的整數(shù)倍。另外，考慮到從 與第二天線單元連接的饋電點(diǎn)108逃逸的信號(hào)部分，其接收/發(fā)送特性無法 和獨(dú)立的5GHz的微帶天線相比。
通過使用光子帶隙材料，第二天線單元對(duì)5GHz的頻率形成帶阻，所 以針對(duì)5GHz頻率的有效天線只有第一天線單元102，當(dāng)?shù)谝惶炀€單元102 的長度達(dá)到頻率為5GHz的信號(hào)的半波長的整數(shù)倍時(shí)，其接收/發(fā)送性能基 本能達(dá)到單獨(dú)的5GHz的微帶天線的性能。
第一饋電線107使第一天線單元102與第一接收/發(fā)送無線電路109
相連，用于接收/發(fā)送5GHz的無線信號(hào)。另外，第二饋電線108使第二天 線單元103與第二接收/發(fā)送無線電路110相連，用于接收/發(fā)送2.4GHz的 無線信號(hào)。第一和第二接收/發(fā)送無線電路109， IIO用于對(duì)要發(fā)送的信號(hào) 和接收的信號(hào)進(jìn)行處理，以便分別通過第一和第二天線單元發(fā)送相應(yīng)的信 號(hào)，以及由通信裝置的后續(xù)部件對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理。具體的信號(hào) 處理方式，可以采用本領(lǐng)域中常用的方式。因?yàn)樾盘?hào)處理不屬于本發(fā)明的 內(nèi)容，在此省略對(duì)它們的描述。
以上描述了本發(fā)明的多頻帶天線裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。通常，根據(jù) 具體情況，可以在饋電線與無線接收/發(fā)送電路之間設(shè)置連接匹配和濾波電 路，使天線接收/發(fā)送的效率達(dá)到最大，并且濾除干擾信號(hào)。
另外，應(yīng)該指出，所述天線單元不限于微帶天線，也可以是螺旋天線， 或折線天線。
在第一實(shí)施例中，使用PBG材料與第二天線單元103緊密接觸來實(shí)現(xiàn) 多頻帶信號(hào)的接收/發(fā)送。
由于使用PBG材料將增加天線的成本，出于成本的考慮，有時(shí)無法使 用PBG材料來實(shí)現(xiàn)多頻帶天線。本發(fā)明的第二實(shí)施例提供了一種通過對(duì)印 刷電路板上進(jìn)行處理來實(shí)現(xiàn)PBG構(gòu)造而獲得的多頻帶天線裝置。根據(jù)第二 實(shí)施例的多頻帶天線裝置的成本非常低廉，甚至可以忽略不計(jì)。
現(xiàn)有技術(shù)中提出了在印刷電路板上加工出周期性的結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)PBG 構(gòu)造。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例構(gòu)成的PBG構(gòu)造的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖3所示，第二實(shí)施例中使用的PBG構(gòu)造包括微帶天線204，介質(zhì)層302， 和金屬層303。
在金屬層303中貫穿金屬層按周期(預(yù)定)間隔除去圓形通孔304。 與金屬層緊密接觸的介質(zhì)層302由均勻材質(zhì)構(gòu)成，沒有除去與圓形通孔 304對(duì)應(yīng)的部分。金屬層303的圓形通孔304的中心排列在一條直線上， 并且圓形通孔304中心之間的距離相同。微帶天線204的軸線在圓形通孔
304的中心所在直線的正上方。微帶天線301與介質(zhì)層302緊密接觸。微 帶天線204的軸向方向與圓形通孔304的中心所在直線的方向一致。
微帶天線204，金屬層303和金屬層的圓形通孔304之間實(shí)現(xiàn)了局部 的電感(L)和電容(C)共振單元。該共振單元可以等效為擁有一定帶寬 的帶阻濾波器。當(dāng)電磁波沿著微帶天線204的方向傳播，經(jīng)過這些共振單 元形成的帶阻濾波器時(shí)，其對(duì)應(yīng)的頻率無法通過微帶天線204傳輸。通過 研究發(fā)現(xiàn)，圓形通孔304之間的距離應(yīng)該與阻隔頻率的信號(hào)在介質(zhì)層302 中傳播的半波長相等。圓形通孔304的數(shù)量最好是3個(gè)以上，數(shù)量越多越 好，其原理與LC濾波器的原理一樣。對(duì)于相同頻率特性的帶阻濾波器， 串聯(lián)的個(gè)數(shù)越多，其帶阻衰減的特性越好。雖然圓形通孔的數(shù)量越多衰減 特性越好，但是其尺寸相應(yīng)也會(huì)加大。因此，優(yōu)選的是設(shè)置3個(gè)圓形通孔。 電磁波在介質(zhì)中傳播的波長與介電常數(shù)之間的關(guān)系如下-
其中、表示電磁波在介質(zhì)中的傳播波長，^表示介電常數(shù)，f表示在介 質(zhì)中傳輸?shù)念l率，和c表示光速。
如同第一實(shí)施例，以天線裝置接收/發(fā)送頻率為2.4GHz和5GHz的信 號(hào)為例，當(dāng)頻率為5GHz，印刷電路板的介電常數(shù)為9.6時(shí)，根據(jù)上式計(jì)算 波長約為20mm?？梢栽O(shè)置圓形通孔304中心之間的間隔a，圓形通孔的半 徑r。與上面第一實(shí)施例中的情況類似，可以設(shè)置圓形通孔304中心之間 的間隔a為半波長，即10mm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以得出，圓形通孔的半徑r與圓 形通孔中心間隔a之比r/a大約為0.25時(shí)為最佳值，即，優(yōu)選通孔的半 徑r約為2. 5mm。
圖4示出了根據(jù)第二實(shí)施例，采用在印刷電路板構(gòu)成的PBG構(gòu)造的多 頻帶天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖4中，與圖2所示第一實(shí)施例的天線裝 置相同的部件將用相同和類似的參考標(biāo)號(hào)表示，并且為了簡(jiǎn)化起見，省略 對(duì)相應(yīng)部分的描述。
第二實(shí)施例的天線裝置201包括微帶天線204，基板205， PBG構(gòu)造 206，第一饋電線207，第二饋電線208，第一接收/發(fā)送無線電路209，第
二接收/發(fā)送無線電路210。
微帶天線204接收/發(fā)送頻率為2. 4GHz的無線信號(hào)。為了使天線效率 達(dá)到最大，微帶天線204的長度大約是頻率為2.4GHz的信號(hào)在微帶天線 中傳輸?shù)陌氩ㄩL，即約為63mm。微帶天線204分為第一天線單元202和第 二天線單元203。第一天線單元202的尺寸是頻率為5GHz的信號(hào)在微帶天 線中傳輸?shù)陌氩ㄩL，即約為30mm，剩余的天線部分為第二天線單元203。 微帶天線的第二天線單元203位于圖3所示的、在印刷電路板上構(gòu)成的PBG 構(gòu)造206之上，并與PBG構(gòu)造206緊密接觸。第一天線單元202的正下方 沒有光子帶隙材料板206，其下表面與基板205相對(duì)。
微帶天線204可以位于圓形通孔304的中心所在直線的正上方，其軸 線方向與圓形通孔304的中心形成的直線的方向一致。優(yōu)選的是，圓形通 孔304的中心間距a二10mm，通孔半徑f2. 5mm時(shí)，由微帶天線，介質(zhì)，金 屬層，金屬層中圓形通孔所構(gòu)成的PBG構(gòu)造的頻譜特性在5GHz的頻率前 后形成一個(gè)帶阻特性，如圖6所示。應(yīng)該指出，通孔的中心間距和通孔半 徑不限于上面給出的數(shù)字，如同第一實(shí)施例所述，只要保持微帶天線204 的長度大約是頻率為2. 4GHz的信號(hào)在微帶天線中傳輸?shù)陌氩ㄩL的整數(shù)倍， 即可得到多頻帶天線的效果。
利用第二實(shí)施例中所述的光子帶隙結(jié)構(gòu)，在第二天線單元中形成對(duì) 5GHz頻率的信號(hào)呈現(xiàn)帶阻特性，但對(duì)2. 4GHz頻率的信號(hào)呈現(xiàn)帶通特性。 對(duì)于頻率為2.4GHz的信號(hào)，微帶天線204整體作為有效的天線，而對(duì)于 頻率為5GHz的信號(hào)，由于第二天線單元203為帶阻特性，可以等效為沒 有連接第二天線單元203，微帶天線的第一天線單元202為其有效的天線。 即，利用2. 4GHz的微帶天線和光子帶隙材料，使原有微帶天線實(shí)現(xiàn)2. 4GHz 和5GHz信號(hào)的多頻帶天線，并達(dá)到分別使用2. 4GHz和5GHz的獨(dú)立天線 的接收和發(fā)送性能。
與上面的第一實(shí)施例中相同，第一天線單元202的尺寸(長度)約為 5GHz的信號(hào)在第一天線單元202中傳輸?shù)陌氩ㄩL(約為30mm)的整數(shù)倍。
通過第一饋電線207使第一天線單元202與第一接收/發(fā)送無線電路 209相連，用于接收/發(fā)送5GHz的無線信號(hào)。另外，通過第二饋電線208
使第二天線單元203與第二接收/發(fā)送無線電路210相連，用于接收發(fā)送
2.4GHz的無線信號(hào)。
以上描述了本發(fā)明的多頻帶天線裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在第二實(shí) 施例中，用在印刷電路板上構(gòu)成的PBG構(gòu)造來代替由光子帶隙材料制成 的PBG同樣可以實(shí)現(xiàn)多頻率天線裝置的功能，并且降低了制造成本。
另外，根據(jù)具體情況，可以在饋電線與無線接收/發(fā)送電路之間設(shè)置連 接匹配和濾波電路，使天線接收/發(fā)送的效率達(dá)到最大，并且濾除干擾信號(hào)。
圖5A至5C顯示了當(dāng)r/a的值變化時(shí)，頻譜特性的變化示意圖。圖5A 是顯示當(dāng)r/a〈0. 25時(shí)PBG構(gòu)造的帶阻特性曲線。圖5B是顯示當(dāng)r/a=0. 25 時(shí)PBG構(gòu)造的帶阻特性曲線。圖5C是顯示當(dāng)r/a〉0. 25時(shí)PBG構(gòu)造的帶阻 特性曲線。
如圖5A所示，從S參數(shù)可以看出，當(dāng)r/a〈0.25時(shí)，PBG構(gòu)造的帶阻
特性并不理想，雖然大部分信號(hào)被反射回來，但是一部分信號(hào)仍然通過了 微帶線。當(dāng)r/a〉0.25時(shí)，如圖5C所示，PBG構(gòu)造的阻隔頻帶過寬，影響 到第2頻頻(2.4GHz)的接收特性。另外，由于半徑r的增加也意味著天 線整體面積的增加。當(dāng)r/a^.25左右時(shí)，如圖5B所示，根據(jù)第二實(shí)施例 的PBG構(gòu)造能夠?qū)Φ?頻率(5GHz)實(shí)現(xiàn)良好的帶阻特性。
另外，應(yīng)該指出，所述天線單元不限于微帶天線，也可以是螺旋天線， 或折線天線。
根據(jù)本發(fā)明的天線可以用于無線通信系統(tǒng)中諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字 助理之類的移動(dòng)終端上，以及其它通信設(shè)備上。
至此已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其它的改變、 替換和添加。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該被理解為被局限于上述特定實(shí)施 例，而應(yīng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種使用光子帶隙材料的多頻帶天線裝置，包括微帶天線；作為所述微帶天線一部分的第一天線單元，用于接收/發(fā)送第1頻帶的信號(hào)；作為所述微帶天線一部分的第二天線單元，所述第二天線單元與由光子帶隙材料制成的光子帶隙材料板緊密接觸，并與所述第一天線單元構(gòu)成一體，用于接收/發(fā)送第2頻帶的信號(hào)；其中由光子帶隙材料制成的所述光子帶隙材料板對(duì)所述第1頻帶呈現(xiàn)帶阻特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中所述光子帶隙材料是材料內(nèi) 部具有間距是第l頻帶信號(hào)的l/2波長的整數(shù)倍的多個(gè)空隙的介質(zhì)材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線裝置，其中所述光子帶隙材料是材料內(nèi)部 具有間距是第l頻帶信號(hào)的l/2波長的整數(shù)倍的多個(gè)介質(zhì)顆粒的介質(zhì)材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線裝置，其中所述介質(zhì)顆粒的介電常數(shù)與所 述介質(zhì)材料的介電常數(shù)不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中所述微帶天線的軸向方向與 所述光子帶隙材料板的軸向方向相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中所述由光子帶隙材料制成的 光子帶隙材料板由印刷電路板上加工的光子帶隙構(gòu)造形成，其光子帶隙構(gòu) 造對(duì)所述第l頻帶呈現(xiàn)帶阻特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線裝置，其中所述光子帶隙構(gòu)造包括介質(zhì)層和金屬層，所述金屬層設(shè)置有貫穿金屬層的、按預(yù)定間隔排列的通孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線裝置，其中所述金屬層中的通孔的中心 排列在一條直線上，并且通孔中心之間的距離相同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中光子帶隙材料對(duì)與第l頻帶不 同的第2頻帶呈現(xiàn)通帶特性，使第2頻率可以在所述第二天線單元中自由傳輸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中用螺旋天線代替所述微帶天線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中用折線天線代替所述微帶天線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的天線裝置，其中所述第一天線單元通過第一饋電線與第一接收/發(fā)送無線電路相連；所述第二天線單元通過第二饋電線與第二接收/發(fā)送無線電路相連。
13. —種無線通信設(shè)備，其中包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任何一項(xiàng)所 述的多頻帶天線裝置。
全文摘要
一種使用光子帶隙材料的多頻帶天線裝置，包括微帶天線；作為所述微帶天線一部分的第一天線單元，用于接收/發(fā)送第1頻帶的信號(hào)；作為所述微帶天線一部分的第二天線單元，所述第二天線單元與由光子帶隙材料制成的光子帶隙材料板緊密接觸，并與所述第一天線單元構(gòu)成一體，用于接收/發(fā)送第2頻帶的信號(hào)；其中由光子帶隙材料制成的所述光子帶隙材料板對(duì)所述第1頻帶呈現(xiàn)帶阻特性。另外，可以利用由印刷電路板制成的光子帶隙構(gòu)造板代替由光子帶隙材料制成的光子帶隙材料板，以降低天線的制造成本。
文檔編號(hào)H01P1/20GK101364662SQ20071014139
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者健 劉, 楠 李 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社