一种差分双模双极化介质谐振器天线制造技术

本发明专利技术公开了一种差分双模双极化介质谐振器天线，包括：反射地、介质谐振器、共形金属带条、探针，介质谐振器包括：中心部分和设置在中心部分四周且与中心部分相连的多个叶子部分，中心部分的四周侧壁上设置有多个共形金属带条，每个相邻的共形金属带条之间夹设一个叶子部分。本发明专利技术通过每个相邻的共形金属带条之间夹设一个叶子部分，这样相邻的馈电端口会被叶子部分隔离开，能有效减小馈电端口间的耦合，进一步提升差分激励双极化天线端口间的隔离度，又由于介质谐振器分为中心部分和设置在中心部分四周且与中心部分相连的多个叶子部分，使得介质谐振器可以有多个被差分激励的工作模式，进而可以实现设计具有低交叉极化且带宽拓宽的差分双模双极化介质谐振器天线。

A differential dual mode dual polarized dielectric resonator antenna

The invention discloses a differential dual-mode dual-polarized dielectric resonator antenna, which comprises a reflecting ground, a dielectric resonator, conformal metal strips and probes. The dielectric resonator comprises a central part, a plurality of leaf parts arranged around the central part and connected with the central part, and a plurality of lateral walls around the central part. The conformal metal strip contains a leaf portion between adjacent conformal metal strips. In the invention, a leaf part is clamped between each adjacent conformal metal strip, so that the adjacent feeding ports are separated by the leaf part, which can effectively reduce the coupling between feeding ports and further enhance the isolation between the ports of differential excitation dual-polarized antenna. Moreover, the dielectric resonator is divided into a central part and a device. In the foliage part around the center part and connected with the center part, the dielectric resonator can have multiple differential excitation modes, which can realize the design of a differential dual-mode dual-polarized dielectric resonator antenna with low cross-polarization and wide bandwidth.

【技术实现步骤摘要】
一种差分双模双极化介质谐振器天线
本专利技术涉及介质谐振器天线
，特别涉及一种差分双模双极化介质谐振器天线。
技术介绍
介质谐振器天线是一种目前广泛研究的天线，其具有辐射效率高、欧姆损耗低、无表面波损耗、尺寸小、重量轻、易于被激励，以及设计自由度高等优势。虽然介质谐振器一般由高介电常数、高品质因数的陶瓷材料加工而成，具有较窄的相对带宽，但是现在科研人员在拓宽介质谐振器天线带宽方面进行了大量的研究工作。其中对单个介质谐振器天线来说，最为简单和有效的方法是调整介质谐振器的两个或多个模式的谐振频率，使它们在频谱上靠近，并同时激励这些模式，进而形成双模或多模响应。这种拓宽带宽的方法已经见诸报道。但是，对于差分激励的介质谐振器天线来说，能够被激励的只有场分布对于馈电端呈反相分布的模式，呈同相分布的模式则被抑制。如图1所示，由于采用差分结构进行馈电(馈电端口处电场呈现180度相位差)，反相分布电场与端口电场分布相吻合，故能被有效激励；而同相分布电场与端口处电场分布不相符，故被有效抑制。用上述方法来拓宽差分介质谐振器天线的工作带宽变得困难许多，因为通常在常规形状(如长方体形、圆柱形、半球形等)的介质谐振器中，主模附近的模式既包括场分布呈反相分布的也包括场分布呈同相分布的，无法在差分馈电的情况下同时激励，这增加了差分馈电方式通过同时激励起多个模式来进行带宽拓宽的难度。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种差分双模双极化介质谐振器天线。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种差分双模双极化介质谐振器天线，包括：反射地、设置在反射地上的介质谐振器、多个共形金属带条、以及多个探针，所述介质谐振器包括：中心部分和设置在中心部分四周且与中心部分相连的多个叶子部分，所述中心部分的四周侧壁上设置有多个共形金属带条，每个相邻的共形金属带条之间夹设一个叶子部分，所述反射地上开设有多个同轴孔，每个所述探针通过所述同轴孔与相应的所述共形金属带条连接。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，所述介质谐振器包括：截面为矩形的中心部分和四个叶子部分，四个所述叶子部分分别设置在所述中心部分的四角处。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，所述叶子部分的截面为矩形。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，包括：四条所述共形金属带条，每条所述共形金属带条均设置在所述中心部分侧面的中轴线处。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，所述共形金属带条为T型共形金属带条，所述共形金属带条包括：设置在所述中心部分侧面的中轴线处的主枝和垂直于主枝设置的分枝，所述主枝的一端与所述分枝的中点连接。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，所述主枝的长度l1＝7mm、宽度wf＝0.5mm，所述分枝的长度l2＝6.9mm。在本专利技术实施例上述的差分双模双极化介质谐振器天线中，所述反射地采用铝合金材料制备。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将介质谐振器设置成中心部分和设置在中心部分四周且与中心部分相连的多个叶子部分，并在中心部分的四周侧壁上设置有多个共形金属带条，每个相邻的共形金属带条之间夹设一个叶子部分，这样相邻的馈电端口会被叶子部分隔离开，能有效减小馈电端口间的耦合，进一步提高差分双极化介质谐振器天线端口间的隔离度；又由于介质谐振器分为中心部分和设置在中心部分四周且与中心部分相连的多个叶子部分，使得介质谐振器可以有多个可被差分激励的工作模式，进而可以实现设计具有低交叉极化且带宽拓宽的差分双模双极化的介质谐振器天线。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种现有差分馈电介质谐振器天线的同相激励与反相激励示意图；图2是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的俯视图；图3是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的正视图；图4是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线在第一模式下每隔90°时间相位的电场分布图；图5是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线在第二模式下每隔90°时间相位的电场分布图；图6是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的谐振频率与尺寸的关系示意图；图7是本专利技术实施例一提供的又一种差分双模双极化介质谐振器天线的谐振频率与尺寸的关系示意图；图8是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的耦合系数与尺寸的关系示意图；图9是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线与传统差分双极化介质谐振器天线的反射系数对比示意图；图10是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的一组馈电端口输出的反射系数和增益的仿真结果示意图；图11是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线的另一组馈电端口输出的反射系数和增益的仿真结果示意图；图12是本专利技术实施例一提供的一种差分双模双极化介质谐振器天线在工作频带内的方向图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种差分双模双极化介质谐振器天线，参见图2，包括：反射地2、设置在反射地2上的介质谐振器3、多个共形金属带条4(参见图3)、以及多个探针5(参见图3)。介质谐振器3可以包括：中心部分31和设置在中心部分31四周且与中心部分31相连的多个叶子部分32，中心部分31的四周侧壁上设置有多个共形金属带条4(参见图3)，每个相邻的共形金属带条4之间夹设一个叶子部分32，反射地2上开设有多个同轴孔1，每个探针5通过同轴孔1与相应的共形金属带条4连接。需要说明的是，传统的差分馈电的双极化天线具有比单端馈电的双极化天线高得多的隔离度，其原因是差分激励会在加载点的对称面上形成一个虚拟地，该虚拟地会抑制交叉方向的模式，从而大大提高隔离度。但是这个结论是在没有考虑端口间耦合的情况下分析的。事实上，馈电端口间的耦合对于隔离度有着很大的影响。要提高隔离度，还需要保证端口间的耦合尽量小。在本实施例中，通过将介质谐振器3设置成中心部分31和设置在中心部分31四周且与中心部分31相连的多个叶子部分32，并在中心部分31的四周侧壁上设置有多个共形金属带条4，每个相邻的共形金属带条4之间夹设一个叶子部分32，这样相邻的馈电端口(包括共形金属条4和探针5)会被叶子部分32隔离开，能有效减小馈电端口间的耦合，进而进一步提高差分双极化介质谐振器天线端口间的隔离度。此外，需要说明的是，通常一个介质谐振器谐振有无数个模式谐振在不同的频率上，如图1所示，将介质谐振器置于差分馈电端口上，有些模式的电场在端口处呈反相分布，有些模式的电场在端口处呈同相分布，一般情况下，反相和同相场分布的模式在频谱上会依次出现。单端馈电方式会同时激励起这两类模式，但是差分馈电只能激励起端口处场呈反相分布的模式，这增加了差分馈电方式通过同时激励起多个模式来进行带宽拓宽的难度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分双模双极化介质谐振器天线，其特征在于，包括：反射地(2)、设置在反射地(2)上的介质谐振器(3)、多个共形金属带条(4)、以及多个探针(5)，所述介质谐振器(3)包括：中心部分(31)和设置在中心部分(31)四周且与中心部分(31)相连的多个叶子部分(32)，所述中心部分(31)的四周侧壁上设置有多个共形金属带条(4)，每个相邻的共形金属带条(4)之间夹设一个叶子部分(32)，所述反射地(2)上开设有多个同轴孔(1)，每个所述探针(5)通过所述同轴孔(1)与相应的所述共形金属带条(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种差分双模双极化介质谐振器天线，其特征在于，包括：反射地(2)、设置在反射地(2)上的介质谐振器(3)、多个共形金属带条(4)、以及多个探针(5)，所述介质谐振器(3)包括：中心部分(31)和设置在中心部分(31)四周且与中心部分(31)相连的多个叶子部分(32)，所述中心部分(31)的四周侧壁上设置有多个共形金属带条(4)，每个相邻的共形金属带条(4)之间夹设一个叶子部分(32)，所述反射地(2)上开设有多个同轴孔(1)，每个所述探针(5)通过所述同轴孔(1)与相应的所述共形金属带条(4)连接。2.根据权利要求1所述的差分双模双极化介质谐振器天线，其特征在于，所述介质谐振器(3)包括：截面为矩形的中心部分(31)和四个叶子部分(32)，四个所述叶子部分(32)分别设置在所述中心部分(31)的四角处。3.根据权利要求2所述的差分双模双极化介质谐振器天...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧，仝昌武，陈建新，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32