本发明专利技术公开了一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，包括:层叠型介质谐振器，由高介电常数介质薄片和低介电常数第二介质基板组成，所述质薄片位于第二介质基板的上表面；微带馈电板，由金属地、第一介质基板、微带线组成，所述微带馈电板位于层叠型介质谐振器的下方，所述金属地及微带线位于第一介质基板的上下两对面，所述微带线的一端延伸至第一介质基板的边缘且和馈线相连并通过缝隙对层叠型介质谐振器进行馈电，所述缝隙设于金属地上且和所述微带线垂直。本发明专利技术利用微带线通过缝隙对层叠型介质谐振器进行馈电，形成了两个谐振模式，解决了在高辐射效率及低剖面结构的基础上，介质型天线无法实现毫米波双频段覆盖的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线
本专利技术属于天线
，更具体地，涉及一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线。
技术介绍
第五代移动通信技术(5G)中最为核心的两个需求分别是高速率和低功耗。毫米波技术是实现高数据速率无线通信的关键因素，在增强移动宽带场景中，理论峰值数据速率甚至高于10GB/S。另一方面，密集的基站部署以及各种功能的终端设备的涌现，要求5G必须提高能量的利用效率。再考虑到毫米波蜂窝网的实际应用以及市场的消费导向均高度追求设备的小型化与轻薄化，在此背景下，就天线
而言，设计一款毫米波频段的高效率的小型化低剖面天线具有重要的研究意义。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，但现有的介质谐振器天线设计存有缺陷，要么平面尺寸过大，无法满足毫米波蜂窝网的波束扫描阵列应用需求，要么剖面高度较高，不符合轻薄化的设计需求，且这些设计绝大多数无法同时兼顾两个毫米波频段的覆盖。目前世界范围内授权的5G毫米波频段为N257(26.5-29.5GHZ)、N258(24.25-27.5GHZ)、N260(37.0-40.0GHZ)和N261(27.5-28.35GHZ)，一般来说，N257、N258和N261频段被划分为28GHZ频段，而N260频段被划分为39GHZ频段，因此需要一种双频段介质谐振器天线来实现28GHZ和39GHZ的双频段覆盖。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，利用微带线对层叠型介质谐振器缝隙馈电，解决了在高辐射效率及低剖面结构的基础上，天线无法实现毫米波双频段覆盖的问题。为了实现以上目的，本专利技术采取的一种技术方案是：一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，包括:层叠型介质谐振器，由高介电常数介质薄片和低介电常数第二介质基板组成，所述介质薄片位于第二介质基板的上表面；微带馈电板，由金属地、第一介质基板、微带线组成，所述微带馈电板位于层叠型介质谐振器的下方，所述金属地及微带线位于第一介质基板的上下两对面，所述微带线的一端延伸至第一介质基板的边缘且和馈线相连并通过缝隙对层叠型介质谐振器进行馈电，所述缝隙设于金属地上且和所述微带线垂直。优选地，所述微带线设有匹配枝节，所述匹配枝节平行于所述缝隙。优选地，所述介质薄片四周对称设置多个金属化通孔，所述金属化通孔形成边长为4.5mm的正方形背腔，设于第二介质基板上。优选地，所述第二介质基板是RogersRO4003c介质基板。优选地，所述第一介质基板是RogersRO4003c介质基板。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术的高介电常数介质薄片和低介电常数第二介质基板构成的层叠型介质谐振器解决了介质型天线难以同时满足高辐射效率及低剖面的问题，同时微带线利用缝隙对层叠型介质谐振器进行馈电，形成了两个谐振模式，其中第一个谐振点由缝隙形成，第二个谐振点由高介电常数介质薄片形成，解决了在高辐射效率及低剖面结构的基础上，天线无法实现毫米波双频段覆盖的问题。(2)本专利技术通过在微带线上引入匹配枝节可以很方便地在毫米波较高的频段处获得一个阻抗匹配点，从而拓展第二个频段的阻抗带宽。(3)本专利技术的多个金属化通孔形成正方形的边长为4.5mm(0.42λ0@28GHz；0.58λ0@39GHz),上述尺寸是5G两个热点频点对应波长的0.5倍左右，可非常方便地拓展为5G天线的波束扫描天线阵列，具有较大的实用价值。附图说明图1为本专利技术一实施例中提供的介质谐振器天线的爆炸图；图2为本专利技术一实施例中提供的介质谐振器天线的传输响应和辐射响应示意图；图3为本专利技术一实施例中提供的介质谐振器天线的辐射效率示意图；图4位本专利技术一实施例中提供的介质谐振器天线的在28Ghz频点的仿真方向图；图5为本专利技术一实施例中提供的介质谐振器天线的在39Ghz频点的仿真方向图；附图标识：1-层叠型介质谐振器、11-介质薄片、12-第二介质基板、13-金属化通孔、2-微带馈电板、21-金属地、22-缝隙、23-第一介质基板、24-微带线、25-匹配枝节。具体实施方式以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、X轴、Y轴、Z轴以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例公开了一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，包括层叠型介质谐振器1，由高介电常数介质薄片11和低介电常数第二介质基板12组成，所述介质薄片11位于第二介质基板12的上表面；其中介质薄片11是沿着中心点对称的两个矩形介质薄片。微带馈电板2，由金属地21、第一介质基板23、微带线24组成，所述微带馈电板2位于层叠型介质谐振器1的下方，所述金属地21及微带线24位于第一介质基板23的上下两对面，所述微带线24的一端延伸至第一介质基板23的边缘且和馈线相连并通过缝隙22对层叠型介质谐振器进行馈电，所述缝隙22沿着Y轴方向设于金属地21的中心位置且和所述微带线24垂直。将高介电常数介质薄片11和低介电常数第二介质基板12构成的层叠型介质谐振器解决了介质型天线难以同时满足高辐射效率及低剖面的问题；同时微带线24利用缝隙22对层叠型介质谐振器1进行馈电，形成了两个谐振模式，其中第一个谐振点由缝隙22形成且缝隙22沿着Y轴的长度影响第一个谐振点的频率，第二个谐振点由高介电常数介质薄片11形成，实现了毫米波的双频段覆盖，上述2个谐振点的不同频率位置通过调整介质薄片11沿着X轴方向的长度及缝隙22沿着Y轴的长度来实现，因此上述结构解决了在高辐射效率及低剖面结构的基础上，天线无法实现毫米波双频段覆盖的问题。进一步的，所述微带线24设有匹配枝节25，所述匹配枝节25平行于所述缝隙22，所述匹配枝节可以很方便地在毫米波的较高频段处获得一个阻抗匹配点，从而拓展较高频段的阻抗带宽。进一步的，所述介质薄片11四周对称设置多个均匀分布的金属化通孔13，所述金属化通孔13设于第二介质基板12上，所述多个金属化通孔13形成波导背腔，有效地将位于由介质薄片11形成的谐振点对应频段内的信号更集中地沿着Z轴方向进行发射；多个所述金属化通孔13形成正方形的边长为4.5mm(0.42λ0@28GHz；0.58λ0@39GHz),上述尺寸是5G两个热点频点对应波长的0.5倍左右，可非常方便地拓展为5G天线的波束扫描天线阵列，具有较大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，其特征在于，包括:/n层叠型介质谐振器(1)，由高介电常数介质薄片(11)和低介电常数第二介质基板(12)组成，所述质薄片(11)位于第二介质基板(12)的上表面；/n微带馈电板(2)，由金属地(21)、第一介质基板(23)、微带线(24)组成，所述微带馈电板位于层叠型介质谐振器(1)的下方，所述金属地(21)及微带线(24)位于第一介质基板(23)的上下两对面，所述微带线(24)的一端延伸至第一介质基板(23)的边缘且和馈线相连并通过缝隙(22)对层叠型介质谐振器(1)进行馈电，所述缝隙(22)设于金属地(21)上且和所述微带线(24)垂直。/n
【技术特征摘要】
1.一种面向毫米波应用的双频段介质谐振器天线，其特征在于，包括:
层叠型介质谐振器(1)，由高介电常数介质薄片(11)和低介电常数第二介质基板(12)组成，所述质薄片(11)位于第二介质基板(12)的上表面；
微带馈电板(2)，由金属地(21)、第一介质基板(23)、微带线(24)组成，所述微带馈电板位于层叠型介质谐振器(1)的下方，所述金属地(21)及微带线(24)位于第一介质基板(23)的上下两对面，所述微带线(24)的一端延伸至第一介质基板(23)的边缘且和馈线相连并通过缝隙(22)对层叠型介质谐振器(1)进行馈电，所述缝隙(22)设于金属地(21)上且和所述微带线(24)垂直。
2.根据权利要求1所述的面向毫米波应用的双频...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨汶汶，崔伦雪，陈建新，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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