[發明專利]圓極化介質諧振天線及其參數確定方法和通信設備

在審

• 申請號: 201610069431.2
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107026316A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 王小明;張錚;焦磊
• 申請（專利權）人: 西安中興新軟件有限責任公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/307
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 李梅香,張穎玲

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種圓極化介質諧振天線及其參數確定方法和通信設備。

背景技術

現有移動通信中，通信設備的工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高于3GHz的高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀，可以實現高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。然而在毫米波和亞毫米波頻段，金屬天線的導體損耗很嚴重，導致天線的輻射效率很低。由于不存在導體損耗和表面波損耗，介質諧振天線的輻射效率很高，在毫米波段可達到95％以上。因此，介質諧振天線受到了廣泛的關注和研究。介質諧振天線(Dielectric Resonator Antenna，簡稱DRA)通常工作帶寬較窄，尤其是單饋電方式的圓極化介質諧振天線。帶寬提升是介質諧振天線的一個主要研究方向。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種圓極化介質諧振天線及其參數確定方法和通信設備，至少部分解決圓極化介質諧振天線帶寬小的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例第一方面提供一種圓極化介質諧振天線，所述圓極化介質諧振天線包括：

介質基板，包括第一表面和位于所述第一表面背面的第二表面；所述第一表面設置有金屬地板；

介質諧振器，與所述金屬地板接觸，用于輻射無線信號，且工作在第一頻 帶；

縫隙，位于所述金屬地板上，用于輻射無線信號，且工作在第二頻帶；其中，所述第一頻帶和所述第二頻帶至少部分不同，且共同組成第三頻帶；所述第三頻帶為連續頻帶；所述圓極化介質諧振天線工作在所述第三頻帶時的回波損耗，大于指定值；

饋線，位于所述第二表面，分別與所述介質諧振器和所述縫隙耦合，用于分別使所述介質諧振器和所述縫隙進行圓極化輻射。

基于上述方案，所述介質諧振器為具有簡并工作模式的諧振器。

基于上述方案，所述介質諧振器的形態為圓柱體或長方體。

基于上述方案，所述縫隙為環形縫隙。

基于上述方案，所述環形縫隙為軸對稱環縫隙。

基于上述方案，所述天線還包括：饋電端口和匹配網絡；

所述饋電端口通過所述匹配網絡與所述饋線連接；

其中，所述匹配網絡用于所述圓極化介質諧振天線的阻抗匹配。

基于上述方案，所述饋線包括L形微帶線。

基于上述方案，所述介質諧振器與所述金屬地板接觸的一面的幾何中心和所述縫隙的幾何中心重疊。

本發明實施例第二方面提供一種通信設備，所述通信設備包括：如上所述的圓極化介質諧振天線。

本發明實施例第三方面提供一種圓極化介質諧振天線的參數確定方法，所述方法包括：

調整介質諧振器和縫隙至少其中之一的物理參數，使所述介質諧振器工作在第一頻帶且使所述縫隙輻射無線信號并工作在第二頻帶；其中，所述第一頻帶和第二頻帶共同組成第三頻帶，所述第三頻帶為連續頻帶；所述圓極化介質諧振天線工作在所述第三頻帶時的回波損耗，大于指定值；

調整饋線的物理參數，分別使所述介質諧振器和所述縫隙進行圓極化輻射。

基于上述方案，所述縫隙為環形縫隙；

所述調整介質諧振器和縫隙至少其中之一的物理參數，使所述介質諧振器工作在第一頻帶且使所述縫隙輻射無線信號并工作在第二頻帶，包括：

確定所述介質諧振器的物理參數及所述第一諧振頻率；其中，所述第一諧振頻率為所述第一頻帶的諧振頻帶；

根據所述第一諧振頻率，估算得到環形縫隙的第二諧振估算頻率；

基于所述第二諧振估算頻率，確定所述環形縫隙的估算參數；

基于所述介質諧振器的物理參數及所述估算參數，對所述圓極化介質諧振天線進行仿真，得到仿真結果；

根據所述仿真結果，確定所述環形縫隙的物理參數。

基于上述方案，所述調整饋線的物理參數，使所述介質諧振器和所述縫隙分別進行圓極化輻射，包括：調整L微帶線的物理參數，使所述介質諧振器和所述縫隙分別進行圓極化輻射。

本發明實施例提供的圓極化介質諧振天線及其參數確定方法和通信設備，將同時將介質諧振器和縫隙作為輻射體，進行信號的輻射，且使介質諧振器對應的第一頻帶和縫隙對應的第二頻帶至少部分不同，且使第一頻帶和第二頻帶共同形成回波損耗均小于指定值的連續頻帶，即所述第三頻帶。第三頻帶對應的帶寬大，且這樣形成的圓極化介質諧振天線的結構簡單及制作簡單的特點。