【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，尤其涉及一种介质谐振天线及电子设备。
技术介绍
1、随着通信技术的快速发展，因为在减少多径干扰方面的独特优势，圆极化天线受到越来越多的关注，并已广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等系统中。因为传输信号的频率范围越来越宽，对于多频段或宽频带圆极化天线的需求也越来越多。
2、当前，大多数宽带圆极化天线系统依赖于复杂的馈电网络和较大的天线结构，以实现其多模式操作。这种设计通常导致天线体积庞大、重量过重，并且增加了生产成本和维护难度，也额外带来了网络损耗。特别是在需要紧凑型设计的应用中，如移动通信、便携式设备和无人机等，这些限制变得尤为明显。尤其是在宽带通信中，能够实现高效双圆极化的紧凑型天线设计显得尤为重要。双圆极化天线能够同时处理两种正交的圆极化波，从而提高通信效率和信号质量。然而，在现有技术中，实现这一功能往往需要复杂的设计和较大的空间，这在紧凑型天线设计中难以实现。
3、和一般的微带天线相比，介质谐振天线内部具有更丰富的模式，这给宽带特性提供了足够的潜力。而且，因为辐射介质由高介电常数材料制成，其横截面尺寸可以大大减小，其还拥有重量轻、加工简单、加工成本低的特点。
4、针对上述挑战，本专利技术提出了一种新型的天线设计，该设计在不增加复杂馈电网络的前提下，实现了宽带圆极化功能，同时可扩展为双圆极化或多极化辐射。并利用特别适用于现代通信设备的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种介质谐振天线，采用由多个介质单元构
2、本专利技术提供了一种介质谐振天线，包括：
3、辐射主体，所述辐射主体包括一个或多个辐射介质块；
4、极化转换部，所述极化转换部设置在所述辐射介质块内部，并通过所述极化转换部分两侧分布端口来实现电磁波的极化转换；
5、所述极化转换部至少包括两级具有不同阶梯变换的导电台阶，从端口输入的电磁波经过多级阶梯变换的导电台阶后，使得电磁波电磁矢量方向与输入的电场方向正交，且产生90度的相位差，从而实现天线圆极化辐射。
6、作为优选地，所述辐射介质块包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口位于所述极化转换部两侧，在所述第一端口施加激励时，将辐射分成偶模和奇模，当偶模在所述辐射介质块中被激发时，介质辐射块顶部的电场方向与底部的电场方向一致，即所述极化转换部两侧靠近底部的所述辐射介质块中的电场和磁场分布相同，且所述极化转换部两侧的电流方向相反，使得电流在所述极化转换部未被切断，所述极化转换部两侧所述辐射介质块内的电流形成回流，从而偶模波的传播不受到极化转换部的影响；
7、当奇模在所述辐射介质块中被激发时，所述介质辐射块顶部的电场方向与底部的电场方向呈正交分布，即所述极化转换部两侧靠近底部的所述辐射介质块中的电场和磁场分布反向，使得所述极化转换部两侧的电流方向相同，从而导致所述极化转换部的不连续性引起场扰动，造成模式的耦合和反射；
8、当合并偶模和奇模，得到所述第一端口激励时，所述第一端口输入的电磁波经过所述极化转化部的影响后，部分电磁波电磁矢量方向与输入时正交，该过程中两个正交的模式形成90°的相位差，最终实现圆极化辐射；
9、同时，当所述第二端口施加激励时，当偶模和奇模在所述辐射介质块中被激发时，所述介质辐射块顶部的电场方向与底部的电场方向相同。
10、作为优选地，所述极化转换部包括依次连接的第一导电台阶、第二导电台阶、第三导电台阶、第四导电台阶和第五导电台阶，且所述第一导电台阶、所述第二导电台阶、所述第三导电台阶、所述第四导电台阶和所述第五导电台阶呈一体化阶梯状台阶设置，所述一体化阶梯状台阶容纳于所述辐射介质块内部空间。
11、作为优选地，所述辐射介质块包括第一辐射介质块和第二辐射介质块，所述第一辐射介质块和所述第二辐射介质块通过所述极化转换部分割成左右方向相互独立的介质块，且所述第一辐射介质块与所述第二辐射介质块的形状和大小相同。
12、作为优选地，所述辐射介质块包括第三辐射介质块和第四辐射介质块，所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块上下堆叠设置或根据不同介电常数的变化设置，所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块的形状等比例相同，且所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块的尺寸大小不同。
13、作为优选地，所述辐射介质块由具有高介电常数εr≥5的材料制成。
14、作为优选地，还包括馈电部，所述馈电部设置在所述极化转换部的一侧或两侧，所述馈电部包含至少一组馈电结构，馈电结构用于激励辐射介质块进行辐射，并调整阻抗匹配；
15、当馈电结构分别位于所述极化转换部的两侧时，能够分别激励起正交的两组圆极化辐射；当馈电结构位于所述极化转换部的一侧，仅有一组馈电结构时，能够单独激励左旋圆极化或右旋圆极化，当有两组馈电结构且分别位于极化转化部两侧分布时，能够同时实现左旋圆极化和右旋圆极化。
16、作为优选地，所述馈电结构的馈电方式包括缝隙耦合馈电、同轴探针馈电、微带耦合馈电、共面波导馈电、基片集成波导馈电中的任意一种。
17、作为优选地，还包括一载体，所述载体套设在所述辐射主体上，能够通过所述载体将所述极化转换部和一个或多个所述辐射介质块统一装配形成整体结构。
18、本专利技术还提供了一种电子设备，包括如本专利技术实施例所述的介质谐振天线。
19、与现有技术相比，产生的技术效果：
20、本专利技术所提供的介质谐振天线在不增加复杂馈电网络的前提下，实现了宽带圆极化功能，同时可扩展为双圆极化或多极化辐射。并利用特别适用于现代通信设备的需求；因为辐射介质由高介电常数材料制成，其横截面尺寸可以大大减小，其还拥有重量轻、加工简单、加工成本低的特点。
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1.一种介质谐振天线，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口位于所述极化转换部两侧，在所述第一端口施加激励时，将辐射分成偶模和奇模，当偶模在所述辐射介质块中被激发时，介质辐射块顶部的电场方向与底部的电场方向一致，即所述极化转换部两侧靠近底部的所述辐射介质块中的电场和磁场分布相同，且所述极化转换部两侧的电流方向相反，使得电流在所述极化转换部未被切断，所述极化转换部两侧所述辐射介质块内的电流形成回流，从而偶模波的传播不受到极化转换部的影响；
3.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述极化转换部包括依次连接的第一导电台阶、第二导电台阶、第三导电台阶、第四导电台阶和第五导电台阶，且所述第一导电台阶、所述第二导电台阶、所述第三导电台阶、所述第四导电台阶和所述第五导电台阶呈一体化阶梯状台阶设置，所述一体化阶梯状台阶容纳于所述辐射介质块内部空间。
4.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块包括第一辐射介质块和第二辐射介质块，所述第一辐射
5.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块包括第三辐射介质块和第四辐射介质块，所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块上下堆叠设置或根据不同介电常数的变化设置，所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块的形状等比例相同，且所述第三辐射介质块和所述第四辐射介质块的尺寸大小不同。
6.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块由具有高介电常数εr≥5的材料制成。
7.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，还包括馈电部，所述馈电部设置在所述极化转换部的一侧或两侧，所述馈电部包含至少一组馈电结构，馈电结构用于激励辐射介质块进行辐射，并调整阻抗匹配；
8.如权利要求7所述的介质谐振天线，其特征在于，所述馈电结构的馈电方式包括缝隙耦合馈电、同轴探针馈电、微带耦合馈电、共面波导馈电、基片集成波导馈电中的任意一种。
9.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，还包括一载体，所述载体套设在所述辐射主体上，能够通过所述载体将所述极化转换部和一个或多个所述辐射介质块统一装配形成整体结构。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的介质谐振天线。
...【技术特征摘要】
1.一种介质谐振天线，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块包括第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口位于所述极化转换部两侧，在所述第一端口施加激励时，将辐射分成偶模和奇模，当偶模在所述辐射介质块中被激发时，介质辐射块顶部的电场方向与底部的电场方向一致，即所述极化转换部两侧靠近底部的所述辐射介质块中的电场和磁场分布相同，且所述极化转换部两侧的电流方向相反，使得电流在所述极化转换部未被切断，所述极化转换部两侧所述辐射介质块内的电流形成回流，从而偶模波的传播不受到极化转换部的影响；
3.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述极化转换部包括依次连接的第一导电台阶、第二导电台阶、第三导电台阶、第四导电台阶和第五导电台阶，且所述第一导电台阶、所述第二导电台阶、所述第三导电台阶、所述第四导电台阶和所述第五导电台阶呈一体化阶梯状台阶设置，所述一体化阶梯状台阶容纳于所述辐射介质块内部空间。
4.如权利要求1所述的介质谐振天线，其特征在于，所述辐射介质块包括第一辐射介质块和第二辐射介质块，所述第一辐射介质块和所述第二辐射介质块通过所述极化转换部分割成左右方向相互独立的介质块，且所述第一辐射介质块与所述第二辐...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁娟娟，李立忠，
申请(专利权)人：上海安费诺永亿通讯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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