[实用新型]高增益宽带天线结构及电子设备

说明书

本实用新型公开了一种高增益宽带天线结构及电子设备，包括介质基板、介质谐振器和两个以上的辐射体，还包括金属套筒，所述介质谐振器、辐射体和金属套筒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两个以上的辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器与各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，尤其涉及一种高增益宽带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：提供一种高增益宽带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：一种高增益宽带天线结构，包括介质基板、介质谐振器和两个以上的辐射体，还包括金属套筒，所述介质谐振器、辐射体和金属套筒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两个以上的辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器与各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和各辐射体谐振频率按照大小排序后，相邻两个谐振频率相差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，所述金属套筒的直径为λ/2，高度为λ/4，λ为所述介质谐振器的谐振频率对应的波长。

进一步地，所述介质谐振器和所述两个以上的辐射体位于所述金属套筒内。

进一步地，所述介质谐振器、各辐射体和金属套筒同心。

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、辐射体和金属套筒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，包括如上所述的高增益宽带天线结构。