一種天線及通信設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及天線技術領域，尤其涉及一種天線及通信設備。
【背景技術】
[0002]目前，國際社會對磁導率方面已有大量的研宄，其中對于正磁導率的研宄已經趨于成熟，對于負磁導率超材料的研宄是現在國內外研宄的熱點，負磁導率具有量子極化作用，可以對入射波產生極化作用，因此作用范圍很大，在工程領域，磁導率通常都是指相對磁導率，為物質的絕對磁導率μ與磁性常數μ O (又稱真空磁導率)的比值，μτ = μ/μΟ，無量綱值。通?！跋鄬Α倍旨胺栂聵藃都被省去。磁導率是表示物質受到磁化場H作用時，內部的真磁場相對于H的增加(μ > I)或減少(μ < I)的程度。至今發(fā)現的自然界已存在的材料中，μ —般是大于O的?，F有的磁性微結構的幾何形狀為“工”字形或者類似“凹”字形的開口環(huán)形，但這兩種結構都不能實現磁導率μ明顯小于O或使超材料諧振頻率降低，只有通過設計具有特殊幾何圖形的磁性微結構，才能使該人工電磁材料在特定頻段內達到磁導率μ值小于0，并具有較低的諧振頻率。負磁導率的超材料通常也應用在天線上，但是，現有技術中的微帶天線由于尺寸較小，天線的效率較低，導致天線的輻射尺寸不足，難以實現高增益和大仰角覆蓋，綜上所述，現有技術中存在天線的輻射尺寸不足導致難以實現高增益和大仰角覆蓋的問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種天線及通信設備，以解決現有技術中存在天線的輻射尺寸不足導致難以實現高增益和大仰角覆蓋的問題。
[0004]本實用新型提供一種天線，用于發(fā)送接收工作頻段下的電磁波，所述天線包括底層導電體、輻射體以及超材料單元；
[0005]所述輻射體固定設置在所述底層導電體上，所述超材料單元依次排列設置在所述底層導電體的四周，并在所述輻射體的周圍形成所述工作頻段下的電磁波的禁帶。
[0006]所述依次排列的超材料單元中相鄰兩個超材料單元之間的間隙小于所述工作頻段下的電磁波的波長。
[0007]所述超材料單元包括基板和附著在基板上的人造微結構，所述人造微結構包括第一開口諧振環(huán)結構和嵌套在所述第一開口諧振環(huán)結構內的第二開口諧振環(huán)結構，所述第一開口諧振環(huán)結構和所述第二開口諧振環(huán)結構在垂直于交變磁場時在開口處形成諧振。
[0008]所述第一開口諧振環(huán)結構和所述第二開口諧振環(huán)結構同心設置，所述第一開口諧振環(huán)結構和所述第二開口諧振環(huán)結構為圓形、橢圓形、方形或多邊形結構。
[0009]所述第一開口諧振環(huán)結構開口和所述第二開口諧振環(huán)結構的開口方向成夾角設置。所述第一開口諧振環(huán)結構開口和所述第二開口諧振環(huán)結構的開口方向反向設置。
[0010]所述基板為陶瓷材料、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、FR-4復合材料或F4B復合材料。
[0011]所述天線還包括第一探針、第二探針、第一介質層以及第二介質層，所述輻射片包括第一輻射片和第二輻射片；
[0012]所述第一介質層和所述第二介質層固定設置在所述底層導電體上，所述，所述第一輻射片固定在所述第一介質層上，所述第二輻射片固定在所述第二介質層上，所述第一探針和所述第二探針設置在所述底層導電體上，依次穿過所述第二介質層和所述第二輻射片，并與所述第一輻射片進行饋電。
[0013]所述第一探針和所述第二探針穿過所述第一介質層并與所述第一輻射片連接。
[0014]所述第一探針上設有第一電容貼片，并通過所述第一電容貼片與所述第一輻射片進行耦合饋電；
[0015]所述第二探針上設有第二電容貼片，并通過所述第二電容貼片與所述第一輻射片進行耦合饋電。
[0016]本實用新型還提供一種通信設備，包括上述的天線。
[0017]本實用新型提供一種天線及通信設備，在天線中輻射片的周圍排列設置超材料單元，超材料單元在與交變磁場垂直時，形成諧振頻率，并在諧振頻率處即形成電磁波禁帶，使電磁波不能在該波段傳播，將電磁波約束在特定區(qū)域內，使輻射片的能量更集中于向特定方向輻射，調節(jié)了天線的電磁環(huán)境，改善了阻抗匹配特性，提高了天線的總效率。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型一種實施例提供的一種天線的外部結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型一種實施例提供的一種天線中的超材料結構單元的結構示意圖；
[0021]圖3是本實用新型一種實施例提供的一種天線的內部結構示意圖；
[0022]圖4是本實用新型另一種實施例提供的一種天線的內部結構示意圖；
[0023]圖5是本實用新型一種實施例提供的一種天線分別在設置超材料單元和無超材料單元情況下的駐波比測試結果曲線圖；
[0024]圖6是本實用新型一種實施例提供的一種天線分別在設置超材料單元和無超材料單元情況下的增益測試結果曲線圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]本實用新型通過在天線的周圍加入超材料單元來實現工作頻段下的禁帶效果，是的發(fā)射或接受的電磁波受到約束。為了說明本實用新型的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0027]本實用新型的一個實施例提供一種天線20，用于發(fā)送接收工作頻段下的電磁波，如圖1所示，天線20包括底層導電體201、輻射體以及超材料單元10;輻射體固定設置在底層導電體201上，超材料單元10依次排列設置在底層導電體201的四周，并在輻射體的周圍形成電磁波禁帶。
[0028]輻射體用于發(fā)射或接收工作頻段下的電磁波信號，超材料單元10在與交變磁場垂直時，超材料單元10內的第一開口諧振環(huán)結構102和第二開口諧振環(huán)結構103在開口處形成諧振頻率，在諧振頻率處，即形成工作頻段下的電磁波的禁帶，使工作頻段下的電磁波不能在該波段傳播，將工作頻段下的電磁波約束在特定區(qū)域內，因此使輻射片的能量更集中于向特定方向輻射，因此，通過設置超材料單元10調節(jié)了天線的電磁環(huán)境，改善了阻抗特性。
[0029]具體的，依次排列的超材料單元10中相鄰兩個超材料單元10之間的間隙小于工作頻段下的電磁波的波長，使工作頻段下的電磁波在傳播過程中不能形成一個波段，將電磁波約束在特定區(qū)域內。
[0030]本實用新型實施例使用到超材料單元10，如圖2所示，超材料單元10包括基板101和附著在基板101上的人造微結構，人造微結構包括第一開口諧振環(huán)結構102和嵌套在第一開口諧振環(huán)結構102內的第二開口諧振環(huán)結構103，第一開口諧振環(huán)結構102和第二開口諧振環(huán)結構103在垂直于交變磁場時在開口處形成諧振。
[0031]本實用新型實施例通過設置嵌套在一起的雙開口諧振環(huán)結構，并按照不同方式排列諧振環(huán)的導電開口來實現負磁導率，當交變磁場垂直于人造微結構時，在諧振環(huán)上產生感應電流，諧振環(huán)不同長度引入不同電感，由于第一開口諧振環(huán)結構102與第二開口諧振環(huán)結構103的開口處引入電容，以產生LC諧振，在第一開口諧振環(huán)結構10