[发明专利]一种5G毫米波介质谐振器天线及其阵列

说明书

本发明公开了一种5G毫米波介质谐振器天线，包括介质基板、金属地板、介质谐振器辐射体、至少两组馈电结构及去耦结构，至少两组馈电结构形成正交的极化辐射，去耦结构包括金属块及若干金属过孔，金属块设于介质基板与介质谐振器辐射体之间，若干金属过孔贯穿介质基板，将金属块与金属地板电连接，去耦结构用于提高极化辐射之间的隔离度，本发明提供的5G毫米波介质谐振器天线横截面尺寸小、损耗低、辐射效率高、带宽高，同时正交极化之间的隔离度高，使其能满足毫米波天线的要求。

技术领域

本发明属于无线通信的天线设计领域，尤其涉及一种5G毫米波介质谐振器天线及其阵列。

背景技术

随着无线通信的发展，蜂窝移动通信网络经历了第一代移动通信技术(1G)，第二代移动通信技术(2G)，第三代移动通信技术(3G)，第四代移动通信技术(4G)，到2019年以后第五代移动通信技术(5G)。除了6GHz以下的sub-6GHz频段外，频率更高的毫米波/厘米波频段(10GHz-300 GHz)也是5G时代非常重要的技术。

天线是无线通信系统中不可或缺的元件，其性能好坏会直接影响无线通信系统的通信质量和速度。毫米波无线通信系统要求天线低损耗、高辐射效率、宽带宽和小尺寸的特点，而介质谐振器天线能满足5G毫米波天线的这些要求。然而，介质谐振器天线的一个缺点是相比低剖面的微带天线，其天线比较厚。高剖面引入的问题是，当介质谐振器天线组阵后，介质谐振器辐射体之间存在很强的耦合而导致正交极化之间的隔离度明显下降。所以，改善毫米波介质谐振器天线阵列正交极化之间的隔离度变得非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种5G毫米波介质谐振器天线及其阵列，天线横截面尺寸小、损耗低、辐射效率高、带宽宽，同时正交极化之间的隔离度高，使其能满足毫米波天线的要求。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种5G毫米波介质谐振器天线，其特征在于，包括介质基板、金属地板、介质谐振器辐射体、至少两组馈电结构及去耦结构，所述介质基板包括相对的第一表面和第二表面，所述金属地板设于所述介质基板的第二表面，所述介质谐振器辐射体和所述馈电结构设于所述介质基板的第一表面，至少两组所述馈电结构形成正交的极化辐射；

所述去耦结构包括金属块及若干金属过孔，所述金属块设于所述介质基板与所述介质谐振器辐射体之间，若干所述金属过孔贯穿所述介质基板，将所述金属块与所述金属地板电连接，所述去耦结构用于提高所述极化辐射之间的隔离度。

优选地，所述馈电结构采用同轴探针馈电、微带耦合馈电、共面波导馈电中的一种。

优选地，所述馈电结构包括微带线、焊盘及馈电金属条，所述微带线设于所述介质基板的第一表面，且所述微带线自所述介质基板的边缘延伸至靠近所述介质谐振器辐射体处，所述焊盘与所述微带线靠近所述介质谐振器辐射体一端电连接，所述馈电金属条包括呈L形的水平方向金属条和竖直方向金属条，所述水平方向金属条焊接于所述焊盘的上端，所述竖直方向金属条贴于所述介质谐振器辐射体的侧面上，信号通过所述微带线传输至所述馈电金属条再耦合到所述介质谐振器辐射体，从而实现辐射。

优选地，所述微带线上设有匹配枝节，所述匹配枝节与所述微带线呈十字形。

优选地，还包括若干支撑结构，所述支撑结构包括呈L形的第一金属条和第二金属条，所述第一金属条焊接于所述介质基板的第一表面上，所述第二金属条贴于所述介质谐振器辐射体未配置有馈电结构的侧面上。