[实用新型]宽带高增益天线结构及电子设备

说明书

本实用新型公开了一种宽带高增益天线结构及电子设备，包括介质基板、介质谐振器和辐射体，所述介质谐振器和辐射体设置于所述介质基板上，所述介质谐振器的形状为圆柱体形，所述辐射体的形状为圆环形；所述介质谐振器的工作模式的主模式与所述辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器的谐振频率与所述辐射体的谐振频率不同。本实用新型可提高介质谐振器天线的增益，同时增加带宽。

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种宽带高增益天线结构及电子设备。

背景技术

5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。

介质谐振器具有损耗小，高辐射效率等优点；同时，由高介电常数的介质材料构成天线，在工作频率较低时具有天线结构尺寸小的优势；并且，DRA(介质谐振器天线)是一个三维立体结构，设计比传统天线更加灵活。但是DRA在单一模式(高次模)工作时，其相对带宽通常比较小，因此需要在不损耗增益情况下提升带宽。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种宽带高增益天线结构及电子设备，可提高介质谐振器天线的增益，同时增加带宽。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种宽带高增益天线结构，包括介质基板、介质谐振器和辐射体，所述介质谐振器和辐射体设置于所述介质基板上，所述介质谐振器的形状为圆柱体形，所述辐射体的形状为圆环形；所述介质谐振器的工作模式的主模式与所述辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器的谐振频率与所述辐射体的谐振频率不同。

进一步地，所述介质谐振器的谐振频率与所述辐射体的谐振频率相差1GHz。

进一步地，所述辐射体的内圆半径和外圆半径根据第一公式和第二公式确定，

所述第一公式为

所述第二公式为

f₁₂为所述辐射体的谐振频率，a为辐射体的内圆半径，b为辐射体的外圆半径，c为光速，X₁₂为常量，DK为介质基板的介电常数，N₁为第一类贝塞尔函数，J₁为第二类贝塞尔函数。

进一步地，所述介质谐振器位于圆环形的辐射体的内圆中，且所述介质谐振器与所述辐射体同心。

进一步地，所述介质基板包括依次层叠的第一介质层、接地层和第二介质层，所述介质谐振器和辐射体设置于所述第一介质层上；所述接地层上设有馈电缝隙，所述介质谐振器在所述接地层上的投影覆盖所述馈电缝隙。

进一步地，还包括微带线，所述微带线设置于所述第二介质层远离所述接地层的一面上，所述微带线与所述馈电缝隙耦合。

进一步地，所述微带线在所述接地层上的投影与所述馈电缝隙垂直相交。

进一步地，所述介质谐振器的工作模式为HEM₁₂模式，主模式为TM₁₂模式，所述辐射体的工作模式为TM₁₂模式。

进一步地，所述辐射体为辐射贴片。

本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的宽带高增益天线结构。