[發明專利]一種寬波束介質諧振器天線

有效

• 申請號: 202011222478.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112259967B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 焦永昌;李睿洋;王海燕;張依軒
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q1/36;H01Q1/24;H01Q25/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出了一種寬波束介質諧振器天線，用于解決現有技術中存在的波束較窄的技術問題，包括介質基板、印制在介質基板上表面的金屬地板、固定在介質基板上表面中心位置的柱狀介質諧振器、印制在金屬地板下表面的微帶線以及設置在介質諧振器周邊的方環形金屬壁；金屬地板中心位置設置有平行于Y軸的矩形耦合縫隙；介質諧振器的頂部設置有穿過該介質諧振器中心軸線且平行于Y軸的凹槽；方環形金屬壁每個邊兩端的上部設置有多個矩形鋸齒；矩形微帶線與矩形耦合縫隙在空間上垂直交叉，且交叉點，以及方環形金屬壁的中點位于介質基板的中心法線上，介質諧振器的中心軸線與介質基板的中心法線重合，本發明實現了在E面和H面的較寬波束，且帶寬較寬。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種寬波束介質諧振器天線，可應用于移動衛星通訊、衛星定位等無線通信系統中。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，很多無線通信系統都對天線的信號覆蓋范圍提出了更高的要求，要求天線能夠提供更大的信號覆蓋范圍。因此，寬波束天線得到了越來越多的重視和關注。

介質諧振器天線是一種諧振腔式天線，自1983年被首次提出后，介質諧振器天線的研究就獲得了廣泛關注。和傳統天線相比，介質諧振器天線具有較高的設計自由度、較高的輻射效率、多樣的饋電形式以及多樣的天線模式等優勢。但是，介質諧振器天線多模輻射的特點也導致寬波束輻射特性在介質諧振器天線上更難實現。

目前，國內外對寬波束天線的研究多集中在微帶天線以及磁電偶極子天線等傳統天線上，對寬波束介質諧振器天線的研究相較匱乏。并且，目前技術中的寬波束介質諧振器天線的波束寬度較低，限制了這些天線在無線通信系統中的應用。

例如，申請公布號為CN 110247186 A，名稱為“一種寬波束介質諧振器天線”的中國專利，公開了一種寬波束介質諧振器天線。該天線包括一個附著四塊矩形介質片的介質諧振器和一個倒“U”型的金屬地板。該發明工作在3.03-3.26GHz頻段內，且該頻段內E面波束寬度大致為210°，H面波束寬度大致為137°。然而，由于該天線采用的四個矩形介質片只能提升E面波束寬度，同時倒“U”型金屬地板也只能提升該天線的H面波束寬度，因此波束寬度無法被進一步拓寬。此外，由于采用了高介電常數的矩形介質片，提高了介質諧振器的品質因數，導致了該天線的工作帶寬較窄，限制了其在實際工程中的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的缺陷，提出了一種寬波束介質諧振器天線，用于解決現有技術中存在的波束較窄的技術問題，以擴展天線的應用范圍。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括介質基板1、金屬地板2和介質諧振器3。所述金屬地板2印制在介質基板1的上表面，其中心位置蝕刻有矩形耦合縫隙4；所述介質諧振器3采用圓柱體或四棱柱體結構，固定在介質基板1上表面的中心位置；所述介質基板1的下表面印制有與矩形耦合縫隙4空間上交叉的矩形微帶線5；

所述介質諧振器3的頂部設置有穿過該介質諧振器3中心軸線且平行于矩形耦合縫隙4的凹槽；所述介質諧振器3的周邊設置有與介質基板1上表面固定的方環形金屬壁6，該方環形金屬壁6每個邊兩端的上部設置有關于該邊中點對稱的多個矩形鋸齒61，且相鄰邊端點位置的矩形鋸齒61相連。

上述一種寬波束介質諧振器天線，所述介質諧振器3，其中心軸線與介質基板1的中心法線重合。

上述一種寬波束介質諧振器天線，所述矩形微帶線5與空間上交叉的矩形耦合縫隙4垂直，且交叉點位于矩形耦合縫隙4的中點位置。

上述一種寬波束介質諧振器天線，所述矩形微帶線5，其與空間上交叉的矩形耦合縫隙4的交叉點位于介質基板1的中心法線上。

上述一種寬波束介質諧振器天線，所述介質諧振器3，其頂部設置的凹槽的橫截面的形狀為矩形，且該凹槽沿長度方向的中心線所在平面，與矩形耦合縫隙4沿長度方向的中心線所在平面共面。