[發明專利]一種由人工磁導體結構構建的C波段諧振器天線

有效

• 申請號: 202011322598.8
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112490689B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 羅偉;馮雨露;楊鈺琦;任儀;黃文;尹波
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/50;H01Q9/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種由人工磁導體結構構建的C波段諧振器天線，屬于天線技術領域。該諧振器天線為立方體結構，該立方體的六個面為人工磁導體平面；通過設計人工磁導體結構與諧振器天線尺寸，使該天線在所需頻段工作；根據微波諧振器原理，通過調整所述立方體結構與尺寸，使該天線內部在不同電磁波頻率形成不同類型的電磁場分布，從而工作于相應的模式。所述天線可采用常規的介質板材實現，加工成本低且易于批量生產。所述天線采用探針饋電時內部鉆孔加工簡單、精度高。所述天線腔體內部可填充其他介質，從而實現不同天線性能，如小型化、寬頻化，可設計性高。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種由人工磁導體結構構建的C波段諧振器天線。

背景技術

介質諧振器天線(DielectricResonatorAntenna)是由高介電常數介質材料構成的新型天線，具有低損耗和寬頻帶等特點。與傳統貼片天線相比，介質諧振器天線在設計上顯得更加靈活，可通過改變其輻射體結構以及饋電結構等方式呈現不同的工作性能。因其良好的工作性能，介質諧振器天線引起人們對其廣泛的關注和大量的研究。另一方面，通過在傳統天線(如對稱振子和單極子天線)上加載諧振腔等結構，也可以實現諧振器天線效果，從而改善天線阻抗匹配或者輻射性能。

目前諧振器天線的研究工作主要集中于提升天線電氣性能，如寬頻帶天線設計、寬頻帶圓極化天線設計、多頻帶天線設計以及高增益天線設計等。

目前，利用縫隙、探針等饋電結構激勵介質諧振器天線，通過控制饋電端口位置與形式實現寬頻帶特性以及不同的輻射模式。

現有技術存在以下缺點：

1)不同形狀尺寸的三維立體介質諧振器天線需要定制新的模具才能加工，使得生產成本增加。

2)采用探針饋電方式時，需要在介質諧振器天線內部鉆孔，加工難度大。

3)介質諧振器天線所采用的介質材料生產成本較高，導致介質諧振器天線產品難以大批量生產。

發明內容

本發明一種由人工磁導體結構構建的C波段諧振器天線，該人工磁導體結構可采用價格便宜的常規印刷電路板實現。基于該人工磁導體可實現微波諧振器結構。該介質諧振器天線的阻抗匹配性能和輻射性能與傳統介質諧振器天線相當，而且具有重量輕、低成本、易加工的優點。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種由人工磁導體結構構建的C波段諧振器天線，該諧振器天線為立方體結構，該立方體的六個面為人工磁導體平面；

通過設計人工磁導體結構與諧振器天線尺寸，使該天線在所需頻段工作；

根據微波諧振器原理，通過調整所述立方體結構與尺寸，使該天線內部形成不同類型的電磁場分布，從而工作于相應的模式。

可選的，所述人工磁導體平面由周期性結構表面實現，該表面通過印刷電路板技術加工實現；

所述印刷電路板由金屬貼片陣列和常見介質基板組成；

所述金屬貼片陣列由貼片單元以周期性排列的方式實現；

所述貼片采用“車輪”型的環狀結構，實現方式為兩個半徑不一的圓環貼片以各自中心位置相嵌擺放，兩圓環之間有八個大小相等的矩形微帶線360°圍繞組成；

通過調整貼片單元與金屬貼片陣列的尺寸使該人工磁導體在所需頻段對平面電磁波產生同相反射效果。

可選的，采用六個人工磁導體平面組合三維立方體的諧振器天線，周期性的人工磁導體貼片單元結構在諧振器腔體內部，諧振腔體外部不需要加金屬地。

可選的，所述諧振器天線采用縫隙耦合饋電方式；

所述縫隙耦合饋電方式結構為“縫隙金屬地板-介質基板-微帶饋電線”；