一种基片集成全向滤波介质谐振器天线制造技术

本发明专利技术属于微波通信技术领域，公开了一种基片集成垂直极化滤波全向介质谐振器天线。本发明专利技术提出的一种基片集成滤波全向介质谐振器天线中，将具有TM

【技术实现步骤摘要】
一种基片集成全向滤波介质谐振器天线


[0001]本专利技术属于微波通信领域，尤其涉及一种基片集成全向滤波介质谐振器天线。

技术介绍

[0002]介质谐振器天线具有很高辐射效率、很低的介质损耗、尺寸小、设计灵活多样等优点，因此得到了广泛关注。滤波天线同时具备滤波与天线接收发功能，因此与传统的天线级联滤波器的方式相比，能够有效地降低系统中对滤波器的需求。那么将介质天线和滤波天线相结合，形成滤波介质天线能将两者的优势结合，使得天线获得更优性能及特点。将滤波介质谐振器天线通过多层PCB技术实现，形成基片集成的介质谐振器天线，有利于与其它电路集成、便于安装、提高集成度及加工一致性。而全向天线可以覆盖更广的范围，对于室内通信是非常有利的。具有低剖面特性的基片集成全向滤波介质谐振器天线进一步考虑了天线的尺寸，滤波，自封装特性。
[0003]目前已有关于全向滤波介质谐振器天线的相关报道，在性能上设计剖面高度较高(最低剖面高度0.12λ0，λ0为在中心频率处所对应的单位空气波长)，在结构上设计复杂，加工成本高或者采用陶瓷工艺介质谐振器无法与基片集成，不利于安装和使用。对于基片集成全向滤波介质谐振器天线目前还没有相关报道。因此，提出一种更低剖面的基片集成全向滤波介质谐振器天线，具有重要的研究价值和意义。

技术实现思路

[0004]基于以上内容，本专利技术的目的在于，提出了一种基片集成全向滤波介质谐振器天线。本专利技术的关键点在于采用基片集成介质谐振器结合探针形成宽带、低剖面的基片集成垂直极化全向滤波介质谐振器天线，具有低剖面、宽带及易于PCB集成的优点。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案如下：
[0006]一种基片集成全向滤波介质谐振器天线，包括天线主体和自上而下贯穿所述天线主体的若干圈非金属化通孔，所述天线主体包括从上至下依次贴近设置的上层介质结构、半固化片和下层介质结构；
[0007]所述若干圈非金属化通孔所围圆柱部分为接地的基片集成圆柱介质谐振器，所述基片集成圆柱介质谐振器作为所述基片集成全向滤波介质谐振器天线的辐射部分，呈中心对称结构；
[0008]所述基片集成圆柱介质谐振器的上层介质结构上表面设置有顶层金属结构；所述基片集成圆柱介质谐振器的上层介质结构上设置有若干个围绕所述基片集成圆柱介质谐振器中轴线对称的第一金属化通孔；所述上层介质结构下表面对应所述第一金属化通孔位置设置有中间层金属结构；
[0009]所述基片集成圆柱介质谐振器还具有与所述第一金属化通孔交错设置且自上而下贯穿所述基片集成圆柱介质谐振器的若干个第二金属化通孔；
[0010]所述基片集成全向滤波介质谐振器天线还包括自上而下贯穿设置在所述基片集
成圆柱介质谐振器中轴线位置的探针和所述顶层金属结构相连，所述探针用于接受信号馈入，所述信号通过探针馈入后激励所述基片集成圆柱介质谐振器中TM
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模；所述顶层金属结构设置在所述探针的最上端；
[0011]所述下层介质结构的下表面设置有底层金属结构，作为所述基片集成全向滤波介质谐振器天线的反射地；所述底层金属结构上刻蚀有圆环形同轴缝隙，所述同轴缝隙用于保证探针与反射地隔离。
[0012]优选的，所述若干圈非金属化通孔包括m圈非金属化通孔,m≥2,更优选的，m＝2。
[0013]优选的，所述第一金属化通孔与所述中间层金属结构一起构成对应于高频辐射零点的1/2波长非辐射谐振器。
[0014]优选的，所述第二金属化通孔与底层金属结构一起构成对应于低频辐射零点的1/4波长非辐射谐振器。
[0015]优选的，所述基片集成介质谐振器具有n个第一金属化通孔，n>2，轴对称分布，更优选的，n＝4。
[0016]优选的，所述基片集成介质谐振器具有n个第二金属化通孔，n>2，轴对称分布，更优选的，n＝4。
[0017]优选的，上层介质结构和下层介质结构介电常数不同，天线可以获得更宽的工作宽带。
[0018]优选的，所述顶层金属结构和中间层金属结构采用在所述上层介质结构上表面和下表面的铜进行刻蚀的方式获得；所述顶层金属结构为与其连接的探针同轴的圆形结构，所述中间层金属结构为与其所对应的第一金属化通孔同轴的环形结构。
[0019]与现有技术相比，本专利技术采用具有TM
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模的基片集成介质谐振器结合探针单极子模式形成宽带、剖面的基片集成垂直极化全向滤波介质谐振器天线，并且便于与其它电路集成。并且所提出的金属化通孔可以有效提供两个辐射零点，双层的基板可以降低谐振器Q值，提高带宽。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线结构分解示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线中的上层介质结构顶面图；
[0024]图4是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线中的上层介质结构底面图；
[0025]图5是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线中的半固化片截面图；
[0026]图6是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线中的下层介质结构
顶面图；
[0027]图7是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线中的下层介质结构底面图；
[0028]图8是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线的两个辐射零点磁场分布图；
[0029]图9是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线的S参数和增益的曲线图；
[0030]图10是本专利技术实施例提供的基片集成全向滤波介质谐振器天线分别在13GHz、15GHz、17GHz处的辐射方向图。
[0031]附图标记：1、顶层金属结构2、上层介质结构；3、中间层金属结构；4、半固化片；5、下层介质结构；6、底层金属结构；61、同轴缝隙；7、探针；8、第一金属化通孔；9、第二金属化通孔；10、非金属化通孔。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
[0033]而且，为了便于描述，本说明书一些实施例可以使用诸如“在
…
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基片集成全向滤波介质谐振器天线，其特征在于，所述基片集成全向滤波介质谐振器天线包括天线主体和自上而下贯穿所述天线主体的若干圈非金属化通孔(10)，所述天线主体包括从上至下依次贴近设置的上层介质结构(2)、半固化片(4)和下层介质结构(5)；所述若干圈非金属化通孔(10)所围圆柱部分为接地的基片集成圆柱介质谐振器，所述基片集成圆柱介质谐振器作为所述基片集成全向滤波介质谐振器天线的辐射部分，呈中心对称结构；所述基片集成圆柱介质谐振器的上层介质结构(2)上表面设置有顶层金属结构(1)；所述基片集成圆柱介质谐振器的上层介质结构(2)上设置有若干个围绕所述基片集成圆柱介质谐振器中轴线对称的第一金属化通孔(8)；所述上层介质结构(2)下表面对应所述第一金属化通孔(8)位置设置有中间层金属结构(3)；所述基片集成圆柱介质谐振器还具有与所述第一金属化通孔(8)交错设置且自上而下贯穿所述基片集成圆柱介质谐振器的若干个第二金属化通孔(9)；所述基片集成全向滤波介质谐振器天线还包括自上而下贯穿设置在所述基片集成圆柱介质谐振器中轴线位置的探针(7)和所述顶层金属结构(1)相连，所述探针(7)用于接受信号馈入，所述信号通过探针(7)馈入后激励所述基片集成圆柱介质谐振器中TM
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模；所述顶层金属结构(1)，设置在所述探针(7)的最上端；所述下层介质结构(5)的下表面设置有底层金属结构(6)，作为所述基片集成全向滤波介质谐振器天线的反射地；所述底层金属结构(6)上刻蚀有...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧，黄俊，马丹乐，李慧敏，邓小威，施金，杨汶汶，徐凯，陈建新，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：