[实用新型]一种介质谐振器天线

说明书

本实用新型公开了一种介质谐振器天线，包括介质基板、十字状角锥介质谐振器、金属围壁、同轴探针和金属地板，所述金属地板设置于介质基板的背面，所述金属围壁为中空四棱台状，面积较小的一个表面固定于介质基板的正面，所述十字状角锥介质谐振器设置于金属围壁内部，同时十字状角锥的顶端固定于介质基板的正面，所述同轴探针一端穿过金属地板和介质基板与紧靠十字状角锥介质谐振器的十字交叉侧，另一端为从金属地板表面伸出的接口。本实用新型的介质谐振器天线，具有小型化、易于加工的基站天线结构，显著降低成本。

技术领域

本实用新型属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种介质谐振器天线。

背景技术

现代通信系统的发展，使得天线朝着小型、宽频带方向发展。但是随着天线尺寸的减小，同时带来了天线增益的下降，这个问题依然很难去解决。各种微带天线因其低剖面、轻质量等优点，已经得到了深入的研究和广泛的应用，但在天线工作在高频的情况下，单位体积的金属损耗逐渐增高，高频波段的微带天线发展遇到了瓶颈。

近年来，介质谐振器具有独特的立体结构,设计结构多样；且介质谐振器没有导体损耗, 辐射效率较高,十分适用于高频波段，介质谐振器天线由于良好的性能而受到了广泛的关注和研究。传统的矩形、圆柱形的介质谐振器天线，受限于起介质谐振器的形状，只能工作在很窄的工作频段，天线的增益较低，在3dB左右。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种宽带、高增益、低成本，易于加工的介质谐振器天线。

技术方案：本实用新型所述的一种介质谐振器天线，包括介质基板、十字状角锥介质谐振器、金属围壁、同轴探针和金属地板，所述金属地板设置于介质基板的背面，所述金属围壁为中空四棱台状，面积较小的一个表面固定于介质基板的正面，所述十字状角锥介质谐振器设置于金属围壁内部，同时十字状角锥介质谐振器的锥部顶端固定于介质基板的正面，所述同轴探针的一端顺次穿过金属地板和介质基板并紧靠十字状角锥介质谐振器的十字交叉侧，另一端为从金属地板表面伸出的接口。

进一步的，所述介质基板为FR-4板，厚度为0.8mm，介电常数为ε＝4.4，损耗正切角为 0.02。

进一步的，所述十字状角锥介质谐振器从锥部顶端到十字端的过渡面为台阶面；将传统的矩形介质谐振器通过切割形成了一个下小上大，十字状角锥天线外形的结构，这样使得介质谐振器天线可以产生多个谐振点从而扩展天线的工作带宽，同时角锥状的天线可以显著的提高天线的增益；谐振腔材料的介电常数ε＝9.8。

进一步的，所述台阶面数量为5。

进一步的，所述介质基板背面金属地板的表面积完全覆盖介质基板正面的十字状角锥介质谐振器的正投影面积。

进一步的，FR-4介质板背面为天线的金属地板，通过对正方形的金属地板切割为六边形从而使得天线可以更好的阻抗匹配。

进一步的，金属围壁的材料为纯铜，可以极大的提高天线的增益；天线采用同轴馈电的方式，同轴探针紧靠角锥状的介质谐振器，这样可以将同轴探针的能量很好的耦合进介质谐振器，通过介质谐振器将无线电波向外界传播。

有益效果：本实用新型所涉及的介质谐振器天线，具有小型化、易于加工的基站天线结构，显著降低成本。与传统的介质谐振器天线相比，本实用新型介质谐振器的工作带宽更宽为11.45-18.98GHz，S11参数-10db以下宽带占比达63％，天线可以获得更高的增益，最高可达15dB,在整个频带工作范围内的增益都高于10dB。

附图说明

图1为本实用新型介质谐振器天线结构示意截面图；

图2为本实用新型介质谐振器天线的正面结构示意图；

图3为本实用新型介质谐振器天线的背面结构示意图；