一種寬帶介質(zhì)諧振天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天線領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶介質(zhì)諧振天線。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著無(wú)線通信的發(fā)展，介質(zhì)諧振天線的研宄受到廣泛關(guān)注。在現(xiàn)有天線類型中，介質(zhì)天線因其自身具有易于饋電、體積小、輻射效率高以及功率容量高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。通常情況下，介質(zhì)諧振天線的帶寬都非常窄，通常低于10%。但是隨著寬帶通信設(shè)備的涌現(xiàn)，具有寬帶寬特性的天線具有很重要的使用價(jià)值。因此，寬帶介質(zhì)諧振天線的研宄具有實(shí)際意義。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了一系列有關(guān)介質(zhì)天線的寬帶特性的研宄并取得了一些成果。所采用的方法包括使用寄生單元、使用特殊形狀的介質(zhì)諧振器、使用新型的饋電方法以及采用混合型天線結(jié)構(gòu)。下面分別各舉一例。在《IEEE TRANSAT1NS ON ANTENNAS ANDPR0PAGAT10N))2007 年第 55 卷 5 期論文“broadband dielectric resonator antenna withmetal coating”中，通過(guò)在介質(zhì)諧振器三個(gè)面上覆蓋金屬層，使得天線的帶寬增加到47%，但是天線的加工比較復(fù)雜。在《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1N LETTERS))2008年第 7 卷論文“H-shaped dielectric resonator antenna for wideband applicat1ns，，中，使用了一款H形的介質(zhì)諧振器以實(shí)現(xiàn)天線的寬帶特性，天線的帶寬為62%，但是在這個(gè)設(shè)計(jì)中，天線調(diào)節(jié)阻抗匹配的方式不易于加工。在《IEEE ANTENNAS AND WIRELESSPROPAGAT1N LETTERS》2009年第8卷論文“Investigat1n of a novel wideband feedingtechnique for dielectric resonator antenna”中，米用L型的饋電結(jié)構(gòu)對(duì)圓環(huán)形介質(zhì)諧振器饋電，實(shí)現(xiàn)了天線的寬帶性能。在《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGAT1NLETTERS》2008 年第 7 卷論文“Design and implementat1n of an ultrawideband hybridskirt monopole dielectric resonator antenna”中通過(guò)將單極子天線和介質(zhì)諧振天線結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了天線的超寬帶性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種寬帶介質(zhì)諧振天線，其特點(diǎn)是通過(guò)在介質(zhì)諧振器中刻蝕十字形縫隙以增加天線的帶寬，在介質(zhì)諧振器邊緣刻蝕正方形縫隙以增加天線的增益。本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有較高的輻射效率。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種寬帶介質(zhì)諧振天線，包括:矩形接地金屬板、設(shè)于接地金屬版正上方刻蝕有縫隙的長(zhǎng)方體輻射介質(zhì)器、穿過(guò)接地金屬板中心并深入到輻射介質(zhì)器的同軸探針，其特征在于:所述輻射介質(zhì)器頂面為正方形、一角刻蝕有正方形縫隙、且開設(shè)有一與頂面對(duì)角線重合的貫穿頂面與底面的十字形縫隙的長(zhǎng)方體輻射介質(zhì)器，所述十字形縫隙的高度與正方形縫隙的高度高相等；所述十字形縫隙為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0007]所述十字形縫隙與正方形縫隙不連通。
[0008]所述同軸探針深入介質(zhì)器的長(zhǎng)度小于其邊長(zhǎng)。
[0009]本發(fā)明天線的十字形縫隙使得同軸探針可以在輻射介質(zhì)器中激勵(lì)起兩個(gè)諧振頻率，實(shí)現(xiàn)天線的寬帶工作，正方形縫隙用以提高天線在高頻段范圍內(nèi)的增益；同軸探針用以激勵(lì)輻射介質(zhì)器，實(shí)現(xiàn)天線的阻抗帶寬。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011](I)使用一個(gè)介質(zhì)器實(shí)現(xiàn)了天線具有相對(duì)較寬的工作帶寬，并且不僅有效地縮小了天線外觀的體積，還降低了天線的加工成本。
[0012](2)使用正方形介質(zhì)器作為天線的輻射單元且刻蝕的縫隙都為規(guī)則形狀，降低了天線的加工難度。
[0013](3)采用同軸探針對(duì)天線饋電，避免了復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)，降低系統(tǒng)復(fù)雜性。
[0014](4)可以對(duì)天線各部分分別加工，且金屬接地板I和同軸探針5可直接購(gòu)買，然后采用玻璃膠將各部分鏈接為一體，更易于加工。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的A-A ’截面圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的回波損耗曲線圖；
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的增益曲線圖；
[0019]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的輻射效率曲線圖。
[0020]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1.接地金屬版；2.輻射介質(zhì)器；3.十字形縫隙；4.正方形縫隙；5.同軸探針。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例的一種雙頻帶圓極化介質(zhì)天線作進(jìn)一步詳述。
[0022]如圖1、圖2所示，寬帶介質(zhì)諧振天線，包括介質(zhì)金屬板1，輻射介質(zhì)器2以及同軸探針5。
[0023]輻射介質(zhì)器2設(shè)于接地金屬板I上方，同軸探針5穿過(guò)接地金屬板I深入到輻射介質(zhì)器2內(nèi)部。
[0024]輻射介質(zhì)器2的中心與接地金屬板I的中心在垂直方向上重合。本實(shí)例中，接地金屬板I的尺寸為80mmX 80mmX 1mm。福射介質(zhì)器2的尺寸為40mmX 40mmX 24.5mm，福射介質(zhì)器2的介電常數(shù)為10。輻射介質(zhì)器2刻蝕有十字形縫隙3，由于十字形縫隙的存在，可以在輻射介質(zhì)器2內(nèi)部激勵(lì)起兩個(gè)模式，實(shí)現(xiàn)天線的寬帶工作。十字形縫隙3的中心與輻射介質(zhì)器2的中心在垂直方向上重合，十字形縫隙3的兩條邊長(zhǎng)度和寬度相同，本實(shí)例中，十字形縫隙3的長(zhǎng)度為22_，寬度為2_。輻射介質(zhì)器2的一角如圖所示，刻蝕有一正方形縫隙4，由于正方形縫隙4的存在，使得天線在工作頻帶的高頻段范圍內(nèi)增益增加，本實(shí)例中，正方形縫隙4的邊長(zhǎng)為8mm。
[0025]同軸探針5的中心和輻射介質(zhì)器2的中心、接地金屬板I的中心在垂直方向上重合。可通過(guò)調(diào)節(jié)同軸探針5深入到輻射介質(zhì)器2中的尺寸，調(diào)節(jié)天線的阻抗帶寬。本實(shí)例中，同軸探針5的深入到輻射介質(zhì)器的長(zhǎng)度為20_。
[0026]圖3為本實(shí)例的阻抗帶寬軟件仿真結(jié)果，由圖3可見，本發(fā)明有兩個(gè)諧振頻率，分別為2.45GHz和3.05GHz，天線阻抗帶寬范圍為2.2GHz_3.52GHz，相對(duì)帶寬為46.2%，因此，天線具有較寬的相對(duì)帶寬。
[0027]如圖4所示，本發(fā)明在2.2GHz-2.6GHz的范圍內(nèi)，天線的增益逐漸降低，在
2.6GHz-3.47GHz的范圍內(nèi)，天線的增益穩(wěn)定增加。在整個(gè)工作頻段內(nèi)，天線的增益變化小于3dB1
[0028]由圖5所示，本發(fā)明在天線的工作頻段內(nèi)，輻射效率都在85%以上，天線具有較高的輻射效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬帶介質(zhì)諧振天線，包括:矩形接地金屬板、設(shè)于接地金屬版正上方刻蝕有縫隙的長(zhǎng)方體輻射介質(zhì)器、穿過(guò)接地金屬板中心并深入到輻射介質(zhì)器的同軸探針，其特征在于:所述輻射介質(zhì)器頂面為正方形、一角刻蝕有正方形縫隙、且開設(shè)有一與頂面對(duì)角線重合的貫穿頂面與底面的十字形縫隙的長(zhǎng)方體輻射介質(zhì)器，所述十字形縫隙的高度與正方形縫隙的高度高相等。
2.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶介質(zhì)諧振天線，其特征在于:所述十字形縫隙為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶介質(zhì)諧振天線，其特征在于:所述十字形縫隙與正方形縫隙不連通。
4.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶介質(zhì)諧振天線，其特征在于:所述同軸探針深入介質(zhì)器的長(zhǎng)度小于其邊長(zhǎng)。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種寬帶介質(zhì)諧振天線，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。該天線包括：矩形接地金屬板、設(shè)于接地金屬版正上方刻蝕有縫隙的長(zhǎng)方體輻射介質(zhì)器、穿過(guò)接地金屬板中心并深入到輻射介質(zhì)器的同軸探針。通過(guò)在介質(zhì)諧振器中刻蝕十字形縫隙以增加天線的帶寬，在介質(zhì)諧振器邊緣刻蝕正方形縫隙以增加天線的增益。本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有較高的輻射效率。
【IPC分類】H01Q1-36, H01Q1-50
【公開號(hào)】CN104810606
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510108011
【發(fā)明人】洪勁松, 卜婷婷, 鐘壘, 羅超鳴
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月12日