[發(fā)明專利]一種堆疊高增益圓臺(tái)介質(zhì)諧振器天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010847897.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111916899B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于兵;鞠劉娟;劉沁沁;蘇鵬;鄧健;賈洪川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/00;H01Q13/10;H01Q9/04;H01Q1/50;H01Q1/24
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

本發(fā)明公開(kāi)了一種堆疊高增益圓臺(tái)介質(zhì)諧振器天線，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用了帶狀線十字縫隙耦合饋電的方法，并對(duì)天線主要輻射單元外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，將一端錐狀的圓柱介質(zhì)按帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)半徑由大到小的順序穿過(guò)帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)形成天線輻射單元，即半徑最大的圓臺(tái)介質(zhì)在圓柱介質(zhì)的錐狀端，半徑最小的圓臺(tái)介質(zhì)在圓柱介質(zhì)的另一端。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了天線小型化、高增益，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)易、低成本的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堆疊高增益圓臺(tái)介質(zhì)諧振器天線。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)于天線的小型化、高增益、低成本等性能提出了更高的要求。雖然微帶天線具有低剖面、輕質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，但其在毫米波頻段時(shí)，金屬的歐姆損耗不可忽略，導(dǎo)致天線效率不高。且該種天線在高頻段時(shí)幾何尺寸過(guò)小，這對(duì)加工的精度提高了要求，進(jìn)而導(dǎo)致天線的生產(chǎn)成本增加，因此其發(fā)展和應(yīng)用受到了一定的限制。近些年來(lái)，介質(zhì)諧振器天線由于其良好的性能受到廣泛的關(guān)注和研究，以下為介質(zhì)諧振器天線的優(yōu)點(diǎn)：(1)介質(zhì)諧振器天線尺寸小，形狀多樣，設(shè)計(jì)具有很大的靈活性；(2)介質(zhì)諧振器天線由于沒(méi)有導(dǎo)體和表面波損耗且自身介質(zhì)損耗又小，所以具有高輻射效率；(3)介質(zhì)諧振器天線的饋電方式很多，如探針，縫隙耦合，微帶線，帶狀線，共面波導(dǎo)，介質(zhì)鏡像波導(dǎo)等；(4)介質(zhì)諧振器天線易實(shí)現(xiàn)多頻、圓極化；(5)介質(zhì)諧振器天線對(duì)溫度變化不敏感，加工簡(jiǎn)單，成本較低，便于集成設(shè)計(jì)。基于以上優(yōu)點(diǎn)，介質(zhì)諧振器天線已廣泛應(yīng)用于于各種通信系統(tǒng)和移動(dòng)終端中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種堆疊高增益圓臺(tái)介質(zhì)諧振器天線，用于解決在高頻段歐姆損耗太大、效率太低的問(wèn)題。本發(fā)明設(shè)計(jì)的天線具有尺寸小、高增益，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在無(wú)線通訊系統(tǒng)中具有良好的使用前景。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種堆疊高增益圓臺(tái)介質(zhì)諧振器天線，采用了帶狀線十字縫隙饋電的方法，包括雙面覆銅的介質(zhì)基板，帶狀線的金屬導(dǎo)電帶，十字縫隙，若干個(gè)半徑不同的帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)，一端錐狀的圓柱介質(zhì)；所述帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)按照?qǐng)A臺(tái)半徑由大到小的順序依次穿過(guò)所述圓柱介質(zhì)形成天線輻射單元，半徑最大的圓臺(tái)介質(zhì)在所述圓柱介質(zhì)的錐狀端，半徑最小的圓臺(tái)介質(zhì)在所述圓柱介質(zhì)的另一端；所述雙面覆銅的介質(zhì)基板的一面中央位置去除十字形狀的覆銅構(gòu)成十字縫隙，所述介質(zhì)基板中間夾層放置帶狀線的金屬導(dǎo)電帶，介質(zhì)基板的十字縫隙上方放置天線輻射單元；所述雙面覆銅的介質(zhì)基板，帶狀線的金屬導(dǎo)電帶，十字縫隙共同構(gòu)成饋電單元。

優(yōu)選的，所述圓臺(tái)介質(zhì)的上表面圓形半徑小于下表面圓形半徑，上表面圓形半徑與孔徑相同，圓臺(tái)形狀對(duì)能量有一定匯聚作用，通過(guò)多個(gè)堆疊的圓臺(tái)對(duì)能量不斷匯聚，從而提高天線的增益，且由于天線輻射單元的可拆卸，避免了天線輻射單元損壞需要替換整個(gè)天線輻射單元，降低了成本。

本發(fā)明的帶狀線的金屬導(dǎo)電帶，可以結(jié)合帶狀線輸入阻抗計(jì)算公式設(shè)計(jì)特性阻抗為50Ω的金屬導(dǎo)電帶尺寸；通過(guò)十字縫隙將能量耦合到介質(zhì)諧振器中，并提高天線的增益。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明所述的天線主要輻射單元是通過(guò)把一個(gè)一端錐狀的圓柱介質(zhì)按帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)半徑由大到小的順序穿過(guò)四個(gè)帶孔的圓臺(tái)介質(zhì)形成的，介質(zhì)材料相比與金屬材料，歐姆損耗更低，效率更高。圓臺(tái)介質(zhì)使能量匯聚，而堆疊的圓臺(tái)介質(zhì)使能量不斷匯聚，從而提高天線的增益。同時(shí)利用頂端錐狀的圓柱穿過(guò)四個(gè)帶孔的圓臺(tái)的介質(zhì)結(jié)構(gòu)減少了天線介質(zhì)后期固定對(duì)天線效率的影響，也便于后期天線的加工，有利于天線成品的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，本發(fā)明所述的天線具有小型化、高增益，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是天線的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是天線帶狀線饋線圖；

圖3是地板十字縫隙圖；

圖4是雙面覆銅的介質(zhì)基板分解圖；