[发明专利]一种低剖面宽带介质谐振器天线

说明书

本发明公开了一种低剖面宽带介质谐振器天线，包括：依次层叠的第一层介质基板、第二层介质基板、第三层介质基板。本发明通过高介电常数的介质薄片层叠于两层低介电常数的介质基板之上，构成层叠型介质谐振器，并在这两层低介电常数的介质基板之间，加载入一根金属带条，形成一种金属带条加载的层叠型介质谐振器结构，由于金属带条的加载效应，此介质谐振器结构具备了双模工作特性，较传统的介质谐振器天线而言，此金属带条加载的层叠型介质谐振器天线能够在同等尺寸的前提下提供更宽的带宽及更高的增益。同时，该天线采用金属化通孔的馈电方式，便于5G毫米波AiP方案的集成一体化实现。

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，特别涉及一种低剖面宽带介质谐振器天线。

背景技术

在毫米波频段，传统的微带类天线由于金属欧姆损耗显著增加，辐射效率迅速降低。介质谐振器天线没有金属欧姆损耗，相对于金属微带天线而言，具有较高的辐射效率。已有权威报道指出，介质谐振器天线不仅可实现较微带贴片天线至少10％以上(C波段数据)的辐射效率的提升，而且在毫米波频段具有更宽的工作带宽。近年来，加工技术的快速发展也已经使得印刷介质谐振器天线成为可能，例如加拿大曼尼托巴大学与芬兰奥卢大学联合开发的可打印平面介质谐振器技术可以直接将介质薄层打印在PCB板上，为困扰着介质谐振器天线大规模商用的加工及精确定位安装等问题提供了有效解决方案。由此看来，低剖面介质谐振器天线非常适用于宽带、高效率毫米波天线的设计且已具备了应用的条件，是未来5G应用中一种极具商用潜力的天线解决方案。

宽带低剖面的毫米波介质谐振器天线是当前的研究热点及难点，目前有少量前沿报道。例如，采用缝隙馈电的大宽高比双模低剖面介质谐振器技术，也有结合基片集成波导缝隙馈电的介质贴片天线技术，但这两类天线要么平面尺寸大于0.5λ₀，无法满足波束扫描阵列要求的半波长单元间距设计要求；要么剖面高度仍然高于0.2λ₀，不符合轻薄化的设计需求。同时，上述方案采用的缝隙馈电结构通常会产生较大的后瓣辐射，不利于5G毫米波AiP(即Antenna-in-Package)方案的集成一体化实现。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种低剖面宽带介质谐振器天线。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种低剖面宽带介质谐振器天线，包括：依次层叠的第一层介质基板、第二层介质基板、第三层介质基板，

第一层介质基板上设置有介质薄片，介质薄片的介电常数分别大于第一层介质基板的介电常数和第二层介质基板的介电常数，

第二层介质基板靠近第一层介质基板的一侧上印制有金属带条，

第三层介质基板靠近第二层介质基板的一侧上印刷有金属大地，第三层介质基板远离第二层介质基板的一侧上印刷有微带馈线，金属大地上开设金属化通孔，微带馈线与金属带条通过金属化通孔相连接进行馈电。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，金属带条与介质薄片平行，且金属带条在介质薄片上的投影经过介质薄片的中心。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，介质薄片为介电常数范围在20-90的介质薄片。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，介质薄片为陶瓷介质薄片。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，介质薄片为中心对称形状的介质薄片。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，介质薄片为正方形、长方形、圆形的介质薄片。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，第一层介质基板、第二层介质基板、第三层介质基板均为介电常数范围在2～6的介质基板。

在本发明实施例上述的低剖面宽带介质谐振器天线中，金属大地上开设圆形金属化通孔。