[發(fā)明專(zhuān)利]一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011181707.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112467359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊汶汶;余洋;陳建新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/38
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50;H01P7/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王毅

本發(fā)明屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線。本發(fā)明天線包括自下而上依次層疊設(shè)置的下介質(zhì)基板、金屬地板及上介質(zhì)基板，下介質(zhì)基板的下表面設(shè)置用于饋電的微帶傳輸線結(jié)構(gòu)；上介質(zhì)基板的上表面設(shè)置寄生介質(zhì)片子陣、介質(zhì)帶條及L形金屬帶條；介質(zhì)帶條的兩側(cè)排列設(shè)置寄生介質(zhì)片子陣；寄生介質(zhì)片子陣遠(yuǎn)離介質(zhì)帶條的端角設(shè)置L形金屬帶條；介質(zhì)帶條的一端連接探針饋電結(jié)構(gòu)的上端；金屬地板的表面設(shè)置帶過(guò)孔；探針饋電結(jié)構(gòu)通過(guò)帶過(guò)孔從上至下貫通上介質(zhì)基板與下介質(zhì)基板；探針饋電結(jié)構(gòu)的下端與微帶傳輸線結(jié)構(gòu)的一端連接。本發(fā)明天線具有高增益、小型化、低剖面、以及易于布陣等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線。

背景技術(shù)

第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)最為核心的兩個(gè)需求分別是高速率和低功耗。寬帶技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率無(wú)線通信的關(guān)鍵因素。另一方面，密集的基站部署以及各種功能的終端設(shè)備的涌現(xiàn)，要求通信設(shè)備必須提高能量的利用效率。再考慮到市場(chǎng)的消費(fèi)導(dǎo)向高度追求設(shè)備的小型化與輕薄化，在此背景下，就天線技術(shù)領(lǐng)域而言，設(shè)計(jì)一款寬帶、高效率的、低剖面小型化的天線具有重要的研究意義與應(yīng)用價(jià)值。

介質(zhì)諧振器天線由于其良好的特性，該良好的特性包括低損耗，低成本和高設(shè)計(jì)靈活性，而被認(rèn)為是無(wú)線通信系統(tǒng)的理想選擇。為實(shí)現(xiàn)高效率，本設(shè)計(jì)采用了介質(zhì)諧振器天線方案。目前，為了解決傳統(tǒng)介質(zhì)諧振器天線體積過(guò)大的問(wèn)題，學(xué)術(shù)界提出了平面介質(zhì)諧振器天線和密集電介質(zhì)貼片天線等低剖面介質(zhì)諧振器天線技術(shù)。然而，低剖面介質(zhì)諧振器天線通常帶寬較窄，典型值為小于5％。為了獲得寬帶的低剖面介質(zhì)諧振器天線，一些寬帶技術(shù)得以提出，例如：通過(guò)將饋電縫隙的模式和介質(zhì)諧振器的模式結(jié)合起來(lái)形成雙模工作，但縫隙模式有較大的反向輻射，導(dǎo)致天線增益較低；增大介質(zhì)諧振器的長(zhǎng)高比，將高階模式下移和基模合并從而形成雙模，但此類(lèi)技術(shù)不可避免的增大了天線的平面尺寸，導(dǎo)致其難以應(yīng)用于陣列設(shè)計(jì)；利用層疊結(jié)構(gòu)獲得雙模寬帶的效果，但此類(lèi)技術(shù)會(huì)導(dǎo)致天線的剖面過(guò)高，不符合輕薄化的發(fā)展需求；通過(guò)寄生單元來(lái)增加帶寬，但現(xiàn)有技術(shù)均采用沿單一方向拓展放置，這導(dǎo)致天線在一個(gè)維度上尺寸過(guò)大，例如沿x軸方向，從而引起方向圖性能惡化，例如E面H面方向圖不對(duì)稱(chēng)，以及不利于天線進(jìn)行二維布陣應(yīng)用等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提出了一種兼具高增益、小型化、低剖面、以及易于布陣等優(yōu)點(diǎn)的一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采取的技術(shù)方案如下：

一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線，包括自下而上依次層疊設(shè)置的下介質(zhì)基板、金屬地板及上介質(zhì)基板，所述下介質(zhì)基板的下表面設(shè)置用于饋電的微帶傳輸線結(jié)構(gòu)；所述微帶傳輸線結(jié)構(gòu)設(shè)置在下介質(zhì)基板的中心線上；所述上介質(zhì)基板的上表面設(shè)置寄生介質(zhì)片子陣、介質(zhì)帶條及L形金屬帶條；所述介質(zhì)帶條設(shè)置在上介質(zhì)基板的中心線上；所述介質(zhì)帶條的兩側(cè)排列設(shè)置寄生介質(zhì)片子陣；所述寄生介質(zhì)片子陣遠(yuǎn)離介質(zhì)帶條的端角設(shè)置L形金屬帶條；所述介質(zhì)帶條的一端連接探針饋電結(jié)構(gòu)的上端；所述金屬地板的表面設(shè)置帶過(guò)孔；所述探針饋電結(jié)構(gòu)通過(guò)帶過(guò)孔從上至下貫通上介質(zhì)基板與下介質(zhì)基板；所述探針饋電結(jié)構(gòu)的下端與微帶傳輸線結(jié)構(gòu)的一端連接。

進(jìn)一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述寄生介質(zhì)片子陣采用二維排布的2×2寄生介質(zhì)片子陣；所述二維排布的2×2寄生介質(zhì)片子陣的四個(gè)端角分別連接四個(gè)L形金屬帶條。

進(jìn)一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述介質(zhì)帶條為低剖面矩形介質(zhì)貼片，通過(guò)膠水粘在上介質(zhì)基板的中心處。

進(jìn)一步的作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述上介質(zhì)基板、下介質(zhì)基板均采用介電常數(shù)為3.55與損耗角正切值為0.0027的Rogers4003C印刷電路板材制成。

本發(fā)明所述的一種探針饋電的低剖面寬帶介質(zhì)諧振器天線，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：