[0027] 以下将结合附图对本实用新型提供的技术方案作进一步说明。
[0028] 参见图1-2，所示为本实用新型公开了一种基于复合左右手传输线的多频段天线的结构框图，包括基板(7)以及分别设置在该基板(7)两面的第一线路层和第二线路层，其中，第一线路层至少设置倒F天线(2)和矩形辐射贴片(1)，第二线路层至少设置曲流线(3)和地(5)；
[0029] 该多频段天线还设置同轴馈线(6)，所述同轴馈线(6)对倒F天线(2)进行馈电；
[0030] 所述矩形辐射贴片(1)通过通孔(4)与曲流线(3)进行相接，所述曲流线(3)与地(5)相接，所述矩形辐射贴片(1)、倒F天线(2)和曲流线(3) 形成复合左右手传输线单元，复合左右手传输线单元形成零阶谐振模式产生低频波段(670-747GHz)，以覆盖LTE band 12(698-746GHz)；倒F天线(2) 与矩形辐射贴片(1)形成耦合结构对矩形辐射贴片(1)形成激励，形成电流回路，产生WiFi低频波段(2.18-2.52GHz)，以覆盖2.4GHzWiFi波段；倒F 天线(2)产生WiFi高频波段(4.73-6.38GHz)，以覆盖5.0GHz WiFi波段。
[0031] 在一种优选实施方式中，同轴馈线在仿真时在同轴线外部使用绝缘体进行绝缘，避免其对天线辐射的影响，同轴线底部采用用镀头进行封闭，避免同轴线的电磁场向下泄露。
[0032] 参见图3，所示为，其中复合左右手传输线单元的等效电路图，矩形辐射贴片、倒F天线和曲流线构成复合左右手传输线结构，其等效电路图如图3，矩形辐射贴片(1)和曲流线(3)之间产生耦合电容作为串联左手电容CL，倒F天线(2)自身电感作为串联右手电感LR，曲流线(3)本身电感作为并联左手电感LL，矩形辐射贴片(1)和倒F天线(2)之间产生耦合电容作为并联右手电容CR。
[0033] 如图3，一段长度为Δz的复合左右手传输线结构单元，电压正极输入端与左手电容串联，然后与右手电感串联，接着与右手电容并联，再与左手电感并联，最后从电压输出端输出。
[0034] 在上述技术方案中，复合左右手结构为本实用新型的主要辐射结构，在缩减天线面积的同时，额外产生两个频段，实现多频段，由于倒F天线的应用，调节枝节的长度可以扩展其高频带宽，实现高频5.0GHz的宽频带。同时，因零阶谐振模式的存在，此时电场为平面分布，没有电势差，电长度与物理尺寸无关，只与复合左右手传输线物理结构的分布参数有关，因此微带天线的尺寸可以突破λ/4波长的限制，实现天线的小型化。
[0035] 以下再详述本实用新型的技术原理：
[0036] 如图3所示，对于均匀无耗传输线，其相位常数为：
[0037]
[0038] 式中S(ω)为符号函数：
[0039]
[0040] 其中串、并联谐振频率
[0041]
[0042]
[0043] 下面根据不同频率段对复合左右手传输线的相位常数进行讨论：
[0044] 当ω＞ωΓ2时，
[0045]
[0046] 此时复合左右手传输线表现为右手传输线特性。
[0047] 当ω＜ωΓ2时
[0048]
[0049] 此时复合左右手传输线表现为左手传输特性。
[0050] 当ωΓ1＜ω＜ωΓ2时，
[0051]
[0052] 此时复合左右手传输线处于一种频带间隙模式，为复合左右手传输线独有的特性，以上所述都为非平衡情况，考虑其中一种特殊情况，即当ωse＝ωsh时，这种情况称为平衡情况，此时LRCL＝LLCR，这种情况下就产生了零阶谐振模式。
[0053] 其中谐振频率
[0054]
[0055]
[0056] 此时谐振频率仅与结构单元的电抗参数有关，而与谐振器本身物理尺寸无关，当β>0时，也就是当n取不同正值+1，+2…时，传输线会表现为右手传输线特性，产生更高的谐振频率。具体为复合左右手传输线拥有β＝0(交界频率)和β<0(左手属性频率范围)和β>0(右手属性频率范围)范围，所以它电长度θ可以大于零、零甚至小于零，谐振阶数n和0是对称的关系。结构长度L和相对应的谐振频率ωn或电长度θ或半波长具有下面的关系：
[0057] 或
[0058] 其中n＝0,±1,±2,±3,…,
[0059] 式中，m和βn分别为谐振阶数和相位常数。和传统传输线相似，横坐标β/pi上，用π/d的速度给色散曲线图进行采样，可以获得不一样的谐振频率值。同样，均匀无耗复合左右手传输线的频率带宽为无限宽ω∈[0, ∞)，则相对应的谐振器将存在无限阶谐振。同时因存在零阶谐振模式，其尺寸也可以变得小型化。由复合左右手传输线构成的谐振器在本质上具有多频特性，用此复合左右手传输线结构设计的天线本质上也具有多频特性。
[0060] 由上面串并联谐振频率公式可知，当改变终端短路零阶谐振天线的串联电抗参数(LR、CL)或终端开路零阶谐振天线的并联电抗参数(LL、CR)时，其谐振频率也将发生变化，即在不改变天线物理尺寸的前提下，仅仅通过改变与之对应的电抗参数就可以使天线谐振频率在一定范围内可调。
[0061] 本实用新型通过在基板上刻蚀金属贴片结构，包括矩形辐射贴片、通孔、倒F天线、曲流线、地，形成复合左右手结构，利用其零阶谐振特性产生低频波段，以覆盖LTE band 12(698-746GHz)，利用倒F天线和矩形辐射贴片的相互作用以及倒F天线辐射作用产生高频波段，以覆盖2.4GHz和5.0GHzWiFi 波段。
[0062] 在本实用新型技术方案中，因零阶谐振模式的存在，使得天线尺寸足够小，基板采用0.8mmFR-4介质板，介质损耗为4.4，在一种优选实施方式中，所制备天线的实际体积为15*21.7*0.8mm3，体积较小，易于集成加工，整个频段内最大增益达到9.17dB，可应用于手机天线。其具体结构参数为:基板体积为 105*60*0.8mm3，系统地的面积为90*60mm2，矩形辐射贴片面积为19*4mm2, 通孔半径为0.3mm，同轴线馈电探针为0.35mm，同轴线半径为
0.75mm，曲流线宽度为0.72mm，曲流线总长为60.6mm，倒F天线总长为30mm，等效电路参数为：LR＝0.51nH,CL＝0.43pF,LL＝1.12nH,CR＝0.18pF。
[0063] 在上述参数设计中，其回波损耗s11参数示意图见附图4。本实用新型可以通过改变电抗参数就可以使天线谐振频率在一定范围内可调，复合左右手结构为本实用新型的主要辐射结构，在缩减天线面积的同时，额外产生两个频段，实现多频段，由于倒F天线的应用，调节枝节的长度可以扩展其高频带宽，实现高频5.0GHz的宽频带。本实用新型各谐振频点的2D方向图见附图5、6、7，可以看出在低频时为全向辐射，方向性良好。高频时出现少数裂瓣，对于手机天线来说，裂瓣的出现时允许的。
[0064] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
[0065] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
