[發明專利]基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線

有效

• 申請號: 202010580140.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111710980B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 于兵;蘇鵬;鄧健;賈洪川;劉沁沁;鞠劉娟
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q13/10;H01Q13/18;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 湯金燕

本發明公開了一種基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線，其中主要輻射單元為半球體介質，相比與金屬材料，歐姆損耗更低，效率更高。由于介質使用光敏樹脂，可以根據需要對形狀進行改變。半徑略長于一個波長，并且與饋電片電流進行耦合，可以引導輻射方向，避免了電磁波向四周分散，導致增益下降，同時還提高了帶寬。其中兩層多圓弧微帶，一定程度上阻斷了電流向四周的擴散，并對磁場起到了一定的約束作用，由此減低了后向增益，提高了前向增益，并進一步提高了帶寬。所采用的金屬化過孔，通過連接地板和圓弧微帶，進一步抑制了電流的擴散，一定程度上提高了天線的增益。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線。

背景技術

隨著通信技術的發展，目前6GHz以下的通信頻段已很難得到較寬的連續帶寬，毫米波因其具有大量未被利用的資源，成為5g通信研究的熱點，因此我們開始著手進行適用于毫米波頻段通信天線的研究。傳統微帶天線由于金屬的趨膚效應，導致其在高頻段金屬歐姆損耗高、增益低，其發展和應用受到了一定的限制。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線，以用于解決普通金屬天線在高頻段歐姆損耗太大效率太低的問題，適用于5G毫米波波段。通過結合微帶天線與介質諧振天線的特點，設計的天線具有高增益，大帶寬，低剖面，結構簡單，易于加工的特點，在無線通訊系統中具有良好的使用前景。

為實現本發明的目的，提供一種基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線，包括反射地板、FR4介質基板、介質諧振器；

所述FR4介質基板的上表面與下表面之間設有與同軸饋電線相連的圓形饋電片，圓形饋電片周圍設有兩圈圓弧微帶線、兩圈圓弧微帶線均包括多段小圓弧，其中一圈圓弧微帶線通過一圈金屬化過孔與反射地板相連，以形成短路，約束電流，在饋電片上方接有一個半球體的介質諧振器，該介質諧振器引導電流向前方輻射，并且由于自身介質損耗很小，因此輻射效率很高。

在一個實施例中，所述反射地板為金屬反射地板。

在一個實施例中，所述介質諧振器為半球體介質諧振器。

具體地，所述半球體介質諧振器，使用3D打印技術制造，半球體介質諧振器的材料為光敏樹脂。

上述基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線中，主要輻射單元為半球體介質，相比與金屬材料，歐姆損耗更低，效率更高。由于介質使用光敏樹脂，可以根據需要對形狀進行改變。半徑略長于一個波長，并且與饋電片電流進行耦合，可以引導輻射方向，避免了電磁波向四周分散，導致增益下降，同時還提高了帶寬。其中兩層多圓弧微帶，一定程度上阻斷了電流向四周的擴散，并對磁場起到了一定的約束作用，由此減低了后向增益，提高了前向增益，并進一步提高了帶寬。所采用的金屬化過孔，通過連接地板和圓弧微帶，進一步抑制了電流的擴散，一定程度上提高了天線的增益。

附圖說明

圖1是一個實施例的基于3D打印技術的多圓弧微帶介質諧振腔天線結構示意圖；

圖2是一個實施例的圓弧微帶結構示意圖；

圖3是一個實施例的金屬過孔結構示意圖；

圖4是一個實施例的天線S11曲線圖；

圖5為一個實施例的天線增益圖。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本申請進行進一步詳細說明。應當理解，此處描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。