結(jié)合極性液體的天線制造技術(shù)

一種新穎的天線結(jié)構(gòu)，包括：極性液體；容器，由絕緣材料制成并且容納極性液體；以及饋電線，連接至容納在容器中的極性液體。于是，極性液體起到輻射器的作用。寬帶天線包括由具有對應(yīng)于唯一共振頻率的電氣共振長度的導(dǎo)體構(gòu)成的輻射器。輻射器在一端具有連接至外電路的饋電線。由絕緣材料制成的容器在其中容納輻射器的至少一部分，或者被設(shè)置為接近輻射器的一部分，并且容納在容器內(nèi)部的極性液體影響輻射器的電磁流，以改變輻射器的唯一共振頻率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種天線，更具體地，涉及一種結(jié)合了諸如水的極性液體以容易地實(shí)現(xiàn)寬帶中的共振頻率的新穎的天線概念。
技術(shù)介紹
通常，天線由電介質(zhì)體或磁體以及在該電介質(zhì)體或磁體上布圖的導(dǎo)體構(gòu)成。這種天線具有由導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和電介質(zhì)體的介電常數(shù)確定的唯一(unique)共振頻率。眾所周知，對于確定了特殊性質(zhì)的導(dǎo)體或電介質(zhì)材料，除非改變導(dǎo)體的幾何形狀，否則不能調(diào)節(jié)共振頻率。新近的移動(dòng)通信終端需要一種緊湊的天線，其中共振頻率可以在寬帶中調(diào)節(jié)和/或調(diào)節(jié)到低帶。作為一種方法，試圖通過使用具有最小化的阻抗的磁性材料來制造低帶寬的緊湊型天線。然而，當(dāng)安裝在僅為天線提供有限空間的移動(dòng)通信終端中時(shí)，仍然難以達(dá)到用于天線的足夠的共振長度。圖1示出具有微帶結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)片狀天線10。參照圖1，具有微帶結(jié)構(gòu)的片狀天線10包括電介質(zhì)塊11和曲折線形式的導(dǎo)體布圖(conductor pattern)15。這種片狀天線10具有由導(dǎo)體布圖15的共振長度確定的唯一共振頻率。為了調(diào)節(jié)共振頻率，必須改變導(dǎo)體布圖15的幾何形狀和長度。由于必須增加導(dǎo)體布圖15的尺寸來降低共振頻率的帶寬，因此有限的空間使之困難。盡管典型的天線通常僅覆蓋較窄帶寬，但是在一些情況下即使增益較少，寬帶寬也是更優(yōu)選的。理想地，如果天線可以覆蓋所有帶寬同時(shí)保持高增益，可能是最有利的。然而，這樣的優(yōu)點(diǎn)在采用導(dǎo)電輻射器(radiator，輻射體)的傳統(tǒng)天線中幾乎無法實(shí)現(xiàn)。如上所述，由于諸如片狀天線的傳統(tǒng)天線采用用作輻射器的導(dǎo)體，因此既不能容易地調(diào)節(jié)共振頻率，也不能將天線應(yīng)用于寬帶和/或低帶用途。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
做出了本專利技術(shù)來解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，因此本專利技術(shù)的特定實(shí)施例的目的在于提供一種新穎的天線，其采用極性液體作為新穎的輻射器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)體，以容易地調(diào)節(jié)寬帶中的共振頻率。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種新穎的天線，其具有與導(dǎo)電輻射器結(jié)合的極性液體以調(diào)節(jié)共振頻率，而不用擴(kuò)展或改變導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。根據(jù)為了實(shí)現(xiàn)該目的的本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種天線，包括極性液體；容器，由絕緣材料制成，容器容納極性液體；以及饋電線，連接至容納在容器中的極性液體，由此，極性液體起到輻射器的作用。優(yōu)選地，可在本專利技術(shù)中采用的極性液體可以包括選自包括水、甲醇、乙醇、丁醇、乙腈、丙酮、SAR溶液、及其混合物的組中的一種。為了引入附加電磁影響(electromagnetic influence)，極性液體可以包括其中溶解了具有至少一種電解質(zhì)的電解質(zhì)溶液，并且分別地或者共同地可以包含可被磁力吸引的導(dǎo)體粉末，其中，導(dǎo)體粉末可以包括Fe。根據(jù)為了實(shí)現(xiàn)該目的的本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種寬帶天線，包括輻射器，由具有對應(yīng)于唯一共振頻率的電氣共振長度(electrical resonant length)的導(dǎo)體構(gòu)成，輻射器在一端具有連接至外電路的饋電線；容器，由絕緣材料制成，容器在其中容納輻射器的至少一部分，或者被設(shè)置為接近輻射器的一部分；以及容納在容器內(nèi)部的極性液體，極性液體影響輻射器的電磁流(electromagneticflow)，以改變輻射器的唯一共振頻率。可選地，可以將輻射器的全部設(shè)置在容器內(nèi)部。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例，輻射器可以是螺旋狀的，其中，極性液體使得天線能夠具有高于輻射器的唯一共振頻率的共振頻率。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，輻射器可以具有單極(monopole)構(gòu)造，其中，極性液體使得天線能夠具有高于輻射器的唯一共振頻率的共振頻率。根據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，寬帶天線可以為片狀天線，其中，容器形成為圍繞片狀天線的至少一部分。此外，片狀天線的輻射器可以形成為容器表面上的導(dǎo)體布圖。附圖說明本專利技術(shù)的上述和其他目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)將通過后面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而變得更加易于理解，在附圖中圖1是示出傳統(tǒng)片狀天線的示意性透視圖；圖2是示出根據(jù)本專利技術(shù)的結(jié)合了液體輻射器的天線的示意性透視圖；圖3a至圖3c是示出根據(jù)圖2所示的天線的填充條件的反射系數(shù)特性的仿真曲線圖；圖4a和圖4b是示出根據(jù)本專利技術(shù)的耦合了液體的單極和螺旋狀天線的示意性透視圖；圖5是示出根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的單極天線和螺旋狀天線的組合的示意性透視圖；圖6是示出根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的四分之一波長微帶天線的示意性透視圖；圖7a至圖7c是示出根據(jù)本專利技術(shù)制造的每個(gè)天線的反射系數(shù)特性的曲線圖，用于測量其共振頻率特性；圖8a至圖8c是示出根據(jù)本專利技術(shù)制造的每個(gè)天線的輻射圖(radiation pattern)的曲線圖，用于測量其共振頻率特性； 圖9a和圖9b是示出根據(jù)本專利技術(shù)的使用碳酸水作為極性液體的天線的反射系數(shù)特性和輻射圖的曲線圖；圖10a和圖10b是示出構(gòu)造為與圖4a所示的單極天線類似的單極天線的反射系數(shù)特性的曲線圖；圖11a和圖11b是示出構(gòu)造為與圖4b所示的螺旋狀天線類似的螺旋狀天線的反射系數(shù)特性的曲線圖；以及圖12a至圖12c是示出與圖6所示的天線類似的根據(jù)本專利技術(shù)的天線的反射系數(shù)特性的曲線圖。具體實(shí)施例方式下面將參考示出本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例的附圖來更全面地描述本專利技術(shù)。圖2是示出根據(jù)本專利技術(shù)的結(jié)合了液體輻射器的天線20的示意性透視圖。參照圖2，天線20包括極性液體29；絕緣容器27，用于容納極性液體29；以及饋電線22，連接至容納在容器27內(nèi)部的極性液體29。在本專利技術(shù)中用作新穎的輻射器的極性液體29具有較大介電常數(shù)和較小庫侖力，因此比諸如己烷、戊烷、和苯的非極性溶液更容易被電離。極性液體29還具有與溶質(zhì)相互作用的強(qiáng)傾向以及大的溶解能，因此可以容易地溶解溶質(zhì)。本專利技術(shù)的極性液體29的實(shí)例可以包括但不限于水、甲醇、乙醇、丁醇、乙腈、丙酮、SAR溶液、及其混合物。極性液體29具有低的但是均勻的電導(dǎo)率以及高的介電常數(shù)，因此具有不同的電流分布。結(jié)果，極性液體29可以通過經(jīng)由饋電線22提供的電流起到特殊共振頻率的輻射器的作用。例如，已知水具有約80的介電常數(shù)以及約3S/m的電導(dǎo)率，它們是不同于典型電介質(zhì)材料和金屬導(dǎo)體的獨(dú)特電磁特性。本專利技術(shù)已經(jīng)注意到，諸如水的極性液體實(shí)現(xiàn)了不可能由傳統(tǒng)天線實(shí)現(xiàn)的寬帶和/或低帶用途。此外，極性液體29能夠溶解特殊類型的電解質(zhì)，以增加離解的離子，從而提高電導(dǎo)率。于是，可以通過這種溶解電解質(zhì)的簡單處理來容易地調(diào)節(jié)頻率。可選地，類似的效果可以通過往液體中混合可被磁力吸引的導(dǎo)體粉末代替電解質(zhì)來獲得。這種導(dǎo)體的示意性實(shí)例可以包括諸如Fe的金屬。圖3a至圖3c是用于解釋本專利技術(shù)的操作和效果的仿真結(jié)果。圖3a示出通過計(jì)算如圖2所示的與饋電線連接的圓柱形容器的反射系數(shù)而獲得的結(jié)果。這里，圓柱形容器僅充滿空氣。如果如圖3a所示填充物僅由空氣(εr＝1)組成，則共振頻率約為4.1GHz，并且不超過-10dB的反射系數(shù)范圍為3.4至4.4GHz，具有約1GHz的帶寬。圖3b示出通過將具有類似于水的介電常數(shù)(εr＝80)的固體電介質(zhì)材料填充到相同圓柱形容器中，然后通過以相同方法計(jì)算反射系數(shù)而獲得的結(jié)果。在圖3b中，共振頻率約為2.1GHz，并且不超過-10dB的反射系數(shù)范圍為2.07至2.11GHz，具有約0.04GHz的帶寬。接著，假設(shè)將諸如具有介電常數(shù)(εr＝80)和電導(dǎo)率(0.8s/m)的SAR溶液的材料填充到相同圓柱形容器中，計(jì)算反射系數(shù)。根據(jù)圖3c中的結(jié)果，共振頻率約為0.87GHz，并且不超過本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種天線，包括：極性液體；容器，由絕緣材料制成，所述容器容納所述極性液體；以及饋電線，連接至容納在所述容器中的所述極性液體，由此，所述極性液體起到輻射器的作用。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金鐘來，金東炫，金賢學(xué)，樸一煥，
申請(專利權(quán))人：三星電機(jī)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：KR[韓國]