[發(fā)明專利]基于拱形匹配環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的三頻介質(zhì)諧振器天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910297524.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN109980352B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳琦;董元旦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京尤圣美電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/50
• 分類號(hào): H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q5/307;H01Q1/36
• 代理公司: 成都拓荒者知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51254
• 代理人: 茍冬梅

本發(fā)明公開了一種基于拱形匹配環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的三頻介質(zhì)諧振器天線，通過引入拱形匹配結(jié)構(gòu)，在不改變天線尺寸條件下，大幅降低了環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的介質(zhì)諧振器天線的工作頻率，同時(shí)，通過引入拱形匹配結(jié)構(gòu)，在不改變天線尺寸條件下還可實(shí)現(xiàn)環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的介質(zhì)諧振器天線的三頻工作，也不會(huì)增加天線的加工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種介質(zhì)諧振器天線，尤其涉及一種基于拱形匹配環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的三頻介質(zhì)諧振器天線。

背景技術(shù)

介質(zhì)諧振器天線結(jié)構(gòu)以高介電常數(shù)介質(zhì)體為主要輻射體，具有天線結(jié)構(gòu)小、輻射效率高、模式組合多等優(yōu)勢(shì)，且易于與饋電電路結(jié)合，是無線通信領(lǐng)域應(yīng)用較廣的一種天線類型。

借助于內(nèi)諧振模式(Inner Resonant Modes)理論可以將介質(zhì)諧振器的TM模(即橫磁模)和TE模(即橫電模)分離出來，這些模式的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和輻射特性均可以通過內(nèi)諧振理論近似得出。在內(nèi)諧振模式理論的基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)介質(zhì)諧振器天線設(shè)計(jì)就是通過設(shè)計(jì)合理的外圍饋電結(jié)構(gòu)來激勵(lì)出所需要的內(nèi)諧振模式，實(shí)現(xiàn)天線的阻抗匹配。

環(huán)形結(jié)構(gòu)是介質(zhì)諧振器天線通常采用的一種饋電結(jié)構(gòu)，即在介質(zhì)諧振器表面刻蝕或附著一層薄的金屬結(jié)構(gòu)封閉環(huán)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的環(huán)形結(jié)構(gòu)進(jìn)行饋電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)諧振器天線中特定模式的激勵(lì)。環(huán)形饋電通常能夠激勵(lì)出介質(zhì)諧振器天線中的TE模，即橫磁模。通常介質(zhì)諧振器天線的最低階TE模諧振頻率要高于最低階TM模，但介質(zhì)諧振器天線TE模輻射特性與TM模有較大不同，因此同樣具有較為廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)該看到在上述分析過程中，環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)與介質(zhì)諧振器之間的電磁耦合特性被完全忽略。由于環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)與介質(zhì)諧振器之間物理距離極小，處于感應(yīng)近區(qū)。因此，忽略這種耦合特性使得天線的最低階TE模的計(jì)算并不準(zhǔn)確。特別是環(huán)形結(jié)構(gòu)的總長(zhǎng)度大于介質(zhì)諧振器天線最大尺寸，因此環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)對(duì)于介質(zhì)諧振器天線工作頻率的影響必須考慮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的在于，提供一種基于拱形匹配環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的三頻介質(zhì)諧振器天線，在不改變天線尺寸的條件下實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)天線更低的工作頻率。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于拱形匹配環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的三頻介質(zhì)諧振器天線，包括介質(zhì)諧振器、環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)、拱形匹配結(jié)構(gòu)和同軸饋線；

所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)環(huán)繞覆蓋在所述介質(zhì)諧振器的表面，所述拱形匹配結(jié)構(gòu)覆蓋在所述介質(zhì)諧振器的表面，所述拱形匹配結(jié)構(gòu)包括兩條相互平行的側(cè)邊，以及垂直連接兩條側(cè)邊的頂邊，兩條側(cè)邊分別與環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)垂直連接，所述拱形匹配結(jié)構(gòu)的頂邊或者所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)上與所述拱形匹配結(jié)構(gòu)連接的兩個(gè)點(diǎn)之間開設(shè)有饋電縫隙，饋電縫隙處形成兩個(gè)饋電端，其中一個(gè)饋電端與所述同軸饋線的內(nèi)導(dǎo)體連接，另一個(gè)饋電端與所述同軸饋線的外導(dǎo)體連接。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)和所述拱形匹配結(jié)構(gòu)為良導(dǎo)體薄膜，通過印刷、刻蝕或粘貼的方法布置在所述介質(zhì)諧振器的表面。

進(jìn)一步地，所述介質(zhì)諧振器為矩形體結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)環(huán)繞覆蓋在所述介質(zhì)諧振器的頂面、底面和相對(duì)的兩側(cè)面上。

進(jìn)一步地，所述介質(zhì)諧振器的長(zhǎng)度大于或等于所述介質(zhì)諧振器的寬度，所述介質(zhì)諧振器的寬度大于或等于所述介質(zhì)諧振器的厚度，所述介質(zhì)諧振器的長(zhǎng)度為0.1λ至0.3λ，所述介質(zhì)諧振器的相對(duì)介電常數(shù)為6至100；

所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的厚度與所述拱形匹配結(jié)構(gòu)的厚度均為0.01mm至0.05mm，所述環(huán)形饋電結(jié)構(gòu)的寬度為0.005λ至0.02λ；

所述拱形匹配結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為0.2至1倍于所述介質(zhì)諧振器的長(zhǎng)度，所述拱形匹配結(jié)構(gòu)的側(cè)邊寬度為0.005λ至0.02λ；

所述饋電縫隙的寬度為0.005λ至0.02λ；