[发明专利]工作于高次模式的高增益矩形介质谐振器天线

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别涉及一种利用工作于高次模式获得高增益的矩形介质谐振器天线技术。

背景技术

在当今无线通信事业快速发展的环境下，工程上由于电子元器件的日益集成化，对于天线的尺寸、频带宽度、损耗以及增益提出了越来越高的要求，如何有效地满足上述需求成为了众多学者们重点关注的方向。介质谐振器天线(DRA)自1983年被提出之后，由于其在形式多样化、小尺寸、低损耗、激励方式灵活、低成本以及高辐射效率等方面的优势而受到了广泛的研究。典型的介质谐振器天线有矩形、圆柱形及半球形等形式，其中矩形DRA由于加工方便且相对来说有更多的设计自由度而受到了尤其多的关注。

以往的工作主要集中在DRA主模的研究上，近年来，人们开始逐渐对高次模的应用有了越来越多的关注。2006年，C.S.de Young和S.A.Long等人在IEEE Antennas Wireless Propag.Lett上发表的题为“Wideband cylindrical and rectangular dielectric resonator antennas”的文章指出，DRA的高次模在一些特定天线的研究中具有非常实用的价值。但是文献中对于应用高次模产生高增益辐射的报道目前还非常少见。2009年，Aldo Petosa和Soulideth Thirakoune等人发表的题为“Higher-Order Modes in Rectangular DRAs for Gain Enhancement”的文章提出了利用DRA的高次模模来实现天线增益有效提高的方法，然而缺点是工作于高次模模式的天线有过高的剖面，从而限制了其在实际工程中的应用。如何在维持天线的低剖面与小尺寸的前提下，利用高次模来提升天线增益，有待于进一步的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提出了利用高次模实现一款高增益的矩形介质谐振器天线。该天线利用缝隙耦合馈电，并且具有非常简单的结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种工作于高次模式的高增益矩形介质谐振器天线，包括矩形介质基片、设置于介质基片下表面的微带线、设置于介质基片上表面的金属接地板以及设置于接地板上层中心位置的矩形介质块，其特征在于所述接地板完全覆盖介质基片，位于矩形介质块下方的接地板刻蚀有平行于介质基板边的矩形缝隙，矩形缝隙内没有金属物质；所述微带线为矩形金属贴片，微带线的中线重合于介质基板的中线并垂直于矩形缝隙，微带线作为馈电端口的一端位于介质基板的边缘；所述微带线的长度大于馈电端口到矩形缝隙较远边的距离。

本发明天线经由微带线给天线进行馈电，能量经过微带线传到缝隙下方，并通过缝隙耦合到矩形介质块中，在矩形介质块中激励起特定的谐振模式，并最终将能量辐射出去。

本天线通过矩形缝隙的口径耦合在DRA中激励起所需要的模式，由于此模式相比于基模具有更高的方向性的特点，故而可以获得更高的辐射增益。本发明采用的矩形口径耦合馈电十分方便易行的。

本发明与已有技术相比较，其实用性和对性能的改善是积极有效的。通过合理的利用口径耦合激励起DRA的模式，实现了天线增益得到有效地提升。本发明在实现了天线较好工作性能的同时，维持了天线的小尺寸及低剖面并且天线馈电方式方便易行，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1(a)为本发明实施例正面结构示意图；

图1(b)为本发明实施例侧面结构示意图；

图2为本发明实施例的S11仿真曲线图；

图3为本发明实施例的增益仿真曲线图；

图4为本发明实施例的x-z面与y-z面仿真方向图。

附图标号说明：1.接地板，2.介质块，3.矩形缝隙，4.微带线，5.馈电端口，6.介质基片

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。