[发明专利]一种基于介质谐振器的磁偶极子八木天线

说明书

本发明涉及基于介质谐振器的磁偶极子八木天线，包括：介质基板、反射器、馈电网络和驱动单元，其改进之处在于：驱动单元为矩形介质谐振器，馈电网络为用于差分信号激励的共面双线，共面双线对驱动单元进行直接馈电。本发明介质谐振器被共面双线激励，被激励起TE_11δ模式电场的介质谐振器是一个磁偶极子。由于辐射单元采用矩形介质谐振器，本发明所提出的天线与传统金属八木天线相比拥有小尺寸和高增益的优点。此外，介质谐振器的三维尺寸能够根据实际的系统需求去调节，这展示了本设计的灵活性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于介质谐振器的磁偶极子八木天线。

背景技术

八木天线是一种典型的寄生单元天线，被广泛的应用在现代通信系统中。在过去的几十年内，各种各样的基于电偶极子或磁偶极子的八木天线被研究和制造。不同形状的长度为工作频率半波长的电偶极子被广泛应用于上述天线中。那些使用电偶极子的三单元八木天线通常能提供 4.5到 6dBi的增益。这些八木天线想继续提高增益，就需要增加更多的引向器，然而这会使得天线的尺寸变的笨重。同时这些天线的横向尺寸为工作频率的0.5个波长，这种尺寸会限制这些天线的应用。为了缩小天线的尺寸，一个嵌套的开口谐振环被用作电偶极子，天线的横向尺寸缩减到了0.3个波长。但是天线的径向的长度增加了很多。在这些使用电偶极子或磁偶极子的设计中，都使用了金属带条。金属带条的应用会带来不可避免的欧姆损耗。当工作频率上升时，损耗会变的越来越严重。介质谐振器和金属谐振器不同，介质谐振器没有表面电流，并且介质谐振器被广泛应用于高辐射效率的天线。

经检索发现，中国发明专利申请CN 103956569 A公开了一种集成滤波功能的差分准八木天线，其在不增加天线原始尺寸的情况下，集滤波和辐射与一体，结构紧凑，具有较好的交叉极化和较低的损耗。然而，其结构复杂，设置有两个驱动单元，天线增益不高。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种结构简单的基于介质谐振器的磁偶极子八木天线。方形的介质谐振器首次被提出用作八木天线的驱动单元，天线不仅尺寸小，而且具有高增益的特点。

为了达到上述目的，本发明提出的基于介质谐振器的磁偶极子八木天线，包括：介质基板、反射器、馈电网络、驱动单元和引向器，其特征在于：所述驱动单元和引向器均为矩形介质谐振器，所述馈电网络为用于差分信号激励的共面双线，对驱动单元进行直接馈电。

本发明介质谐振器被差分馈电的共面双线激励，被激励起TE_11δ 模式电场的介质谐振器是一个磁偶极子。因为驱动单元使用了介质谐振器，所以本发明所提出的天线与传统金属八木天线相比拥有小尺寸和高增益的有点。此外，介质谐振器的三维尺寸能够根据实际的系统需求去调节，这展示了本设计的灵活性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明基于介质谐振器的磁偶极子八木天线立体图。

图2是本发明基于介质谐振器的磁偶极子八木天线结构示意图。

图3是本驱动单元和引向器的电场分布图。

图4是本发明基于介质谐振器的磁偶极子八木天线的回波损耗和实际增益的仿真和实测对比图。

图5是本发明基于介质谐振器的磁偶极子八木天线在频率9.12GHz处E面上的辐射方向图的仿真和实测对比图。

图6是本发明基于介质谐振器的磁偶极子八木天线在频率9.12GHz处H面上的辐射方向图的仿真和实测对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。