[发明专利]高增益宽带天线结构及电子设备

说明书

本发明公开了一种高增益宽带天线结构及电子设备，包括介质基板、介质谐振器和两个以上的辐射体，还包括金属套筒，所述介质谐振器、辐射体和金属套筒设置于所述介质基板上，所述介质谐振器的形状为圆柱体形，所述辐射体的形状为圆环形；所述介质谐振器的工作模式的主模式与所述两个以上的辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器与各辐射体的谐振频率不同；所述介质谐振器的底面半径为3mm，高度为3mm，介电常数为21。本发明可提高介质谐振器天线的增益，同时增加带宽。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种高增益宽带天线结构及电子设备。

背景技术

5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。

介质谐振器具有损耗小，高辐射效率等优点；同时，由高介电常数的介质材料构成天线，在工作频率较低时具有天线结构尺寸小的优势；并且，DRA(介质谐振器天线)是一个三维立体结构，设计比传统天线更加灵活。但是DRA在单一模式(高次模)工作时，其相对带宽通常比较小，因此需要在不损耗增益情况下提升带宽。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高增益宽带天线结构及电子设备，可提高介质谐振器天线的增益，同时增加带宽。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高增益宽带天线结构，包括介质基板、介质谐振器和两个以上的辐射体，还包括金属套筒，所述介质谐振器、辐射体和金属套筒设置于所述介质基板上，所述介质谐振器的形状为圆柱体形，所述辐射体的形状为圆环形；所述介质谐振器的工作模式的主模式与所述两个以上的辐射体的工作模式相同；所述介质谐振器与各辐射体的谐振频率不同；所述介质谐振器的底面半径为3mm，高度为3mm，介电常数为21。

本发明还提出一种电子设备，包括如上所述的高增益宽带天线结构。

本发明的有益效果在于：通过设计圆柱体的介质谐振器的尺寸和介电常数，使其可激励出高次模模式，从而提高天线增益；通过加载工作模式与介质谐振器的主模式相同的辐射体，可进一步增强介质谐振器的主模式，从而进一步提高增益；同时，由于加载的辐射体的谐振频率与介质谐振器的谐振频率不同，可增加带宽；通过采用圆环形的辐射体，无需复杂的激励条件即可激发出与介质谐振器的主模式相同的工作模式，且体积小，成本低；通过设置金属套筒，可产生新的谐振，进一步增加带宽，提高增益。本发明可提高高次模介质谐振器天线的增益，同时增加带宽。

附图说明

图1为本发明实施例一的高增益宽带天线结构的结构示意图；

图2为本发明实施例一的高增益宽带天线结构的顶面示意图；

图3为本发明实施例一的高增益宽带天线结构的底面示意图；

图4为28GHz时介质谐振器的XOY面的电场分布图；

图5为28GHz时介质谐振器的ZOX面的电场分布图；

图6为28GHz时介质谐振器的XOY面的磁场分布图；

图7为两个辐射体的XOY面的电场分布图；

图8为本发明实施例一的天线结构的YOZ面的电场分布图；

图9为加载环形微带天线和金属套筒前后的天线结构的S参数示意图；

图10为加载环形微带天线和金属套筒前后的天线结构的增益曲线示意图。

标号说明：