[发明专利]一种全透明超宽带高增益的液体介质谐振器天线

说明书

本申请涉及一种全透明超宽带高增益的液体介质谐振器天线，包括：第一谐振器、离子液体谐振器、同轴馈电端口和地板；第一谐振器呈筒状结构且固定设在地板上，第一谐振器内部设有离子液体，以构成所述离子液体谐振器；同轴馈电端口的一端的内导体伸入离子液体中，同轴馈电端口的另一端与地板相连；离子液体为TPC；还包括：第二谐振器；第二谐振器固定设在第一谐振器的顶部，第二谐振器呈柱状结构，且第二谐振器的截面积沿底部到顶部的方向上逐渐增大。采用本申请能够在较高频段内实现全透明、超宽带以及高辐射效率。

技术领域

本申请涉及液体介质谐振器天线技术领域，特别是涉及一种全透明超宽带高增益的液体介质谐振器天线。

背景技术

天线作为无线通信系统的“火眼金睛”，一直以来都是无线通信设备中的关键部件。随着无线通信技术的日新月异，通信场景越来越复杂，通信系统对天线性能的多样化要求越来越苛刻，传统天线的性能面临着巨大的挑战。随着5G移动通信的商用，系统的集成复杂度增高和多样化功能需求增加，不仅要求天线具有小型化和超宽带的特性，同时还要求天线具备高增益、可重构、低成本、绿色环保等等工作特性；同时，在一些基站通信天线领域中，天线作为了基站通信的关键部件，如果表现出“光学透明”而实现“隐身”，可以避免被用户发现而消除对天线辐射的抵触心理。

传统天线主要使用铜、铝合金等硬质金属材料制作，虽然这些金属材料的导电性能高，但是往往存在体积较大、不透明、易氧化、成本高、重构性差等缺点，很显然，传统金属天线已经无法应对当前通信系统的多样化需求。通信系统急需配备新的“眼睛”，使用新型材料设计天线显得迫在眉睫。其中液体天线由于其光学透明、可重构性强、易共形、绿色环保、节省空间、成本低、易获取、应用范围广等特点有望成为满足复杂通信需求的新一代天线的候选者，具有重要的潜在研究价值。

液体天线是使用液体材料代替传统金属材料作为辐射体的新型天线，根据研究对象和侧重点不同，目前液体天线主要分为液态金属天线以及非金属液体天线。液态金属天线近几年国内外研究报道的居多，其主要采用的材料为水银等为材料，本质上还是利用其高导电性，与传统金属天线的的辐射机理类似；但是水银有毒，从而限制其广泛使用。非金属液体天线主要使用水(蒸馏水、纯水、自来水、海水)、油等作为辐射材料，非金属液体由于易获取、构造灵活、环境友好、介电常数高等特点，在天线的成本、可重构性、小型化等方面具有巨大的优势，近些年国内外关于水天线研究报道的成果不断涌现。

然而，非金属液体水天线主要面临四个方面的问题：

1)水作为非金属液态天线使用最常用的材料，其介电常数在常温下为80左右，损耗角正切随频率增高急剧增大，从而导致水天线仅能满足低频段的需求，在高频段的辐射效率极具降低；

2)水的的品质因数(Q)较高，会导致带宽较窄，在宽带范围的工作系统中具有一定的局限性；

3)液态水的温度范围较小(0℃—100℃)，当外界环境温度低于0℃，液体会凝结为固态冰；当外界环境温度高于100℃，液体会蒸发成为水蒸气；会严重干扰天线的性能；

4)目前国内外报道的成果大部分还是采用金属作为反射地板，未实现全透明的效果。

综上所述，现有非金属液体天线(水天线)在透明性能、宽带性能以及辐射效率等方面仍然具有一定的局限性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种全透明超宽带高增益的液体介质谐振器天线，能够在较高频段内实现全透明、超宽带以及高辐射效率。

一种全透明超宽带高增益的液体介质谐振器天线，包括：第一谐振器、离子液体谐振器、同轴馈电端口和地板；

所述第一谐振器呈筒状结构且固定设在所述地板上，所述第一谐振器内部设有离子液体，以构成所述离子液体谐振器；

所述同轴馈电端口的一端的内导体伸入所述离子液体中，所述同轴馈电端口的另一端与所述地板相连。