[发明专利]二单元宽带介质谐振器天线

说明书

本发明公开了一种二单元宽带介质谐振器天线，属于天线领域。本发明天线包括介质基板、设于基板正面的覆铜面及两个圆柱形介质谐振器、设于基板背面的馈电网络。其特点是设置两个介质谐振器，并且对两个谐振器采用不同的馈电结构，使其实现宽带特性，该天线具有宽频带、低剖面、易于加工、工作频带内方向图稳定性高等优点。

技术领域

本发明属于天线领域，具体涉及覆盖国内2G/3G/LTE通信工作频段的一种二单元宽带介质谐振器天线。

背景技术

介质谐振天线具有体积小、重量轻、损耗低、易于激励、无表面波激励等优点，具有非常高的实用价值。因此自从介质谐振器被提出用于辐射单元以来，对介质谐振天线的研究受到了国内外广泛的关注。通常情况下，介质谐振天线的带宽非常窄，只有10％左右。随着无线通信对带宽，通信速率要求的逐步提高，研究具有宽带特性的介质谐振天线，对无线通信的发展具有非常实际的意义。在国内通信系统中，2G(1710–1920MHz)，3G(1880–2170MHz)and LTE(2300–2400MHz and 2570–2690MHz)通信带宽的拓展增加了对宽带天线的需求。

目前，国内外关于宽带介质谐振天线的研究取得了一些有意义的成果。实现宽带的方法主要包括采用多层介质结构，在介质块中加入谐振空腔，采用特殊谐振结构等。例如，在《IET Microwave Antennas Propagation》2007年第1卷第5期论文“Compactwideband multi-layer cylindrical dielectric resonator antennas”中，采用多层介质叠加的方式增加天线带宽，但通过探针馈电，降低了制造的精度，在探针与介质间，引入了空气缝隙，容易使实物测试结果与仿真结果误差增加。在《IEEE Antennas And WirelessPropagation Letters》2007年第6卷论文“Broadband Dielectric Resonator AntennaWith an Offset Well”中，通过在介质谐振天线中挖出一个偏离结构中心的空腔，降低谐振器的Q值，从而提高谐振带宽，但该方法因为馈电点和空腔与天线几何结构中心偏离，导致远场辐射方向图不对称，影响天线使用效果。在《IEEE Transactions On Antennas AndPropagation》2013年第61卷第3期论文“Stacked Conical Ring Dielectric ResonatorAntenna Excited by a Monopole for Improved Ultrawide Bandwidth”中，将单极子天线与圆锥形介质谐振天线组合起来，形成超宽带的天线结构，虽然天线带宽达到了超宽带的水平，但其结构的不稳定性使其难于加工制作。在《IEEE Antennas And WirelessPropagation Letters》2014年第13卷论文“Aperture-Coupled Asymmetric DielectricResonators Antenna for Wideband Applications”中，两个圆柱介质谐振天线非对称地放置在一个矩形缝隙两侧，该天线结构虽然实现了宽带，但其带宽只有29％。

发明内容

本发明提出了一种二单元宽带介质谐振器天线，其特点是设置两个介质谐振器，并且对两个谐振器采用不同的馈电结构，使其实现宽带特性。该天线具有宽频带、低剖面、易于加工、工作频带内方向图稳定性高等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种二单元宽带介质谐振器天线，包括介质基板、设于基板正面的覆铜面及两个圆柱形介质谐振器、设于基板背面的馈电网络，其特征在于：

所述两个介质谐振器为尺寸、相对介电常数均相同的圆柱形介质谐振器；

所述覆铜面上开设有矩形耦合缝隙和阶梯耦合缝隙，两缝隙的中心分别与两介质谐振器的中心重合；

所述馈电网络包括一个输入端及两个馈电端，其输入端口位于基板的边，两个馈电端分别对两缝隙进行耦合馈电。