[发明专利]一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线

说明书

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线。本发明天线包括自下而上依次层叠设置的下介质基板、金属地板及上介质基板，下介质基板的下表面设置用于馈电的微带传输线结构；上介质基板的上表面设置寄生介质片子阵、介质带条及L形金属带条；介质带条的两侧排列设置寄生介质片子阵；寄生介质片子阵远离介质带条的端角设置L形金属带条；介质带条的一端连接探针馈电结构的上端；金属地板的表面设置带过孔；探针馈电结构通过带过孔从上至下贯通上介质基板与下介质基板；探针馈电结构的下端与微带传输线结构的一端连接。本发明天线具有高增益、小型化、低剖面、以及易于布阵等优点。

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线。

背景技术

第五代移动通信系统最为核心的两个需求分别是高速率和低功耗。宽带技术是实现高数据速率无线通信的关键因素。另一方面，密集的基站部署以及各种功能的终端设备的涌现，要求通信设备必须提高能量的利用效率。再考虑到市场的消费导向高度追求设备的小型化与轻薄化，在此背景下，就天线技术领域而言，设计一款宽带、高效率的、低剖面小型化的天线具有重要的研究意义与应用价值。

介质谐振器天线由于其良好的特性，该良好的特性包括低损耗，低成本和高设计灵活性，而被认为是无线通信系统的理想选择。为实现高效率，本设计采用了介质谐振器天线方案。目前，为了解决传统介质谐振器天线体积过大的问题，学术界提出了平面介质谐振器天线和密集电介质贴片天线等低剖面介质谐振器天线技术。然而，低剖面介质谐振器天线通常带宽较窄，典型值为小于5％。为了获得宽带的低剖面介质谐振器天线，一些宽带技术得以提出，例如：通过将馈电缝隙的模式和介质谐振器的模式结合起来形成双模工作，但缝隙模式有较大的反向辐射，导致天线增益较低；增大介质谐振器的长高比，将高阶模式下移和基模合并从而形成双模，但此类技术不可避免的增大了天线的平面尺寸，导致其难以应用于阵列设计；利用层叠结构获得双模宽带的效果，但此类技术会导致天线的剖面过高，不符合轻薄化的发展需求；通过寄生单元来增加带宽，但现有技术均采用沿单一方向拓展放置，这导致天线在一个维度上尺寸过大，例如沿x轴方向，从而引起方向图性能恶化，例如E面H面方向图不对称，以及不利于天线进行二维布阵应用等缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提出了一种兼具高增益、小型化、低剖面、以及易于布阵等优点的一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线，包括自下而上依次层叠设置的下介质基板、金属地板及上介质基板，所述下介质基板的下表面设置用于馈电的微带传输线结构；所述微带传输线结构设置在下介质基板的中心线上；所述上介质基板的上表面设置寄生介质片子阵、介质带条及L形金属带条；所述介质带条设置在上介质基板的中心线上；所述介质带条的两侧排列设置寄生介质片子阵；所述寄生介质片子阵远离介质带条的端角设置L形金属带条；所述介质带条的一端连接探针馈电结构的上端；所述金属地板的表面设置带过孔；所述探针馈电结构通过带过孔从上至下贯通上介质基板与下介质基板；所述探针馈电结构的下端与微带传输线结构的一端连接。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述寄生介质片子阵采用二维排布的2×2寄生介质片子阵；所述二维排布的2×2寄生介质片子阵的四个端角分别连接四个L形金属带条。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述介质带条为低剖面矩形介质贴片，通过胶水粘在上介质基板的中心处。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述上介质基板、下介质基板均采用介电常数为3.55与损耗角正切值为0.0027的Rogers4003C印刷电路板材制成。

本发明所述的一种探针馈电的低剖面宽带介质谐振器天线，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：