[发明专利]圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备。

背景技术

现有移动通信中，通信设备的工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高于3GHz的高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。然而在毫米波和亚毫米波频段，金属天线的导体损耗很严重，导致天线的辐射效率很低。由于不存在导体损耗和表面波损耗，介质谐振天线的辐射效率很高，在毫米波段可达到95％以上。因此，介质谐振天线受到了广泛的关注和研究。介质谐振天线(Dielectric Resonator Antenna，简称DRA)通常工作带宽较窄，尤其是单馈电方式的圆极化介质谐振天线。带宽提升是介质谐振天线的一个主要研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备，至少部分解决圆极化介质谐振天线带宽小的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供一种圆极化介质谐振天线，所述圆极化介质谐振天线包括：

介质基板，包括第一表面和位于所述第一表面背面的第二表面；所述第一表面设置有金属地板；

介质谐振器，与所述金属地板接触，用于辐射无线信号，且工作在第一频 带；

缝隙，位于所述金属地板上，用于辐射无线信号，且工作在第二频带；其中，所述第一频带和所述第二频带至少部分不同，且共同组成第三频带；所述第三频带为连续频带；所述圆极化介质谐振天线工作在所述第三频带时的回波损耗，大于指定值；

馈线，位于所述第二表面，分别与所述介质谐振器和所述缝隙耦合，用于分别使所述介质谐振器和所述缝隙进行圆极化辐射。

基于上述方案，所述介质谐振器为具有简并工作模式的谐振器。

基于上述方案，所述介质谐振器的形态为圆柱体或长方体。

基于上述方案，所述缝隙为环形缝隙。

基于上述方案，所述环形缝隙为轴对称环缝隙。

基于上述方案，所述天线还包括：馈电端口和匹配网络；

所述馈电端口通过所述匹配网络与所述馈线连接；

其中，所述匹配网络用于所述圆极化介质谐振天线的阻抗匹配。

基于上述方案，所述馈线包括L形微带线。

基于上述方案，所述介质谐振器与所述金属地板接触的一面的几何中心和所述缝隙的几何中心重叠。

本发明实施例第二方面提供一种通信设备，所述通信设备包括：如上所述的圆极化介质谐振天线。

本发明实施例第三方面提供一种圆极化介质谐振天线的参数确定方法，所述方法包括：

调整介质谐振器和缝隙至少其中之一的物理参数，使所述介质谐振器工作在第一频带且使所述缝隙辐射无线信号并工作在第二频带；其中，所述第一频带和第二频带共同组成第三频带，所述第三频带为连续频带；所述圆极化介质谐振天线工作在所述第三频带时的回波损耗，大于指定值；

调整馈线的物理参数，分别使所述介质谐振器和所述缝隙进行圆极化辐射。

基于上述方案，所述缝隙为环形缝隙；

所述调整介质谐振器和缝隙至少其中之一的物理参数，使所述介质谐振器工作在第一频带且使所述缝隙辐射无线信号并工作在第二频带，包括：

确定所述介质谐振器的物理参数及所述第一谐振频率；其中，所述第一谐振频率为所述第一频带的谐振频带；

根据所述第一谐振频率，估算得到环形缝隙的第二谐振估算频率；

基于所述第二谐振估算频率，确定所述环形缝隙的估算参数；

基于所述介质谐振器的物理参数及所述估算参数，对所述圆极化介质谐振天线进行仿真，得到仿真结果；

根据所述仿真结果，确定所述环形缝隙的物理参数。

基于上述方案，所述调整馈线的物理参数，使所述介质谐振器和所述缝隙分别进行圆极化辐射，包括：调整L微带线的物理参数，使所述介质谐振器和所述缝隙分别进行圆极化辐射。

本发明实施例提供的圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备，将同时将介质谐振器和缝隙作为辐射体，进行信号的辐射，且使介质谐振器对应的第一频带和缝隙对应的第二频带至少部分不同，且使第一频带和第二频带共同形成回波损耗均小于指定值的连续频带，即所述第三频带。第三频带对应的带宽大，且这样形成的圆极化介质谐振天线的结构简单及制作简单的特点。