[发明专利]一种工作在谐振TExδ01模式下的介质谐振天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含两个末端金属短路片和T型馈电电极的矩形介质谐振 天线，该天线工作在谐振模式TE^x_δ01下，具有较高的口径辐射效率。

背景技术

在过去，由于介质被看作绝缘体，无法应用于天线设计。但最近的研究表 明：只要它们被恰当地激励，就可以实现高效辐射。在许多无线通信和传感应 用中，介质天线正逐步取代传统的金属天线。介质天线拥有很多的优点，例如 尺寸小、辐射效率高以及便于调节匹配。同频段内，介质天线尺寸仅是导体天 线的对于常用的材料，介电常数一般在35-100之间，这就意味着介质 天线尺寸将仅是类似传统天线的1/10-1/6。同时，介质天线使用介质辐射，减 小金属损耗，可以实现高效率辐射。这一点对毫米波频段天线设计至关重要。

介质天线常见的基本结构有矩形、圆柱和半球形。矩形介质谐振天线与其 它形状相比有更多的优势。例如，长宽高三个尺寸提供两个自由度，比圆柱多 一个，比半球多两个，使其成为变化最多样的基本结构。同时在实际操作中， 矩形结构也最容易加工、组装。因此，我们选择矩形介质谐振天线作为研究对 象。

在介质谐振天线中可以激励出许多不同模式，产生不同的天线特性和辐射 方向图。根据金属波导、金属谐振腔的相关知识，分析矩形介质天线的谐振模 式。由分析结果可知：置于地板上的矩形介质谐振天线可以支持TE^x，TE^y或 TE^z模式，辐射方向图类似x-，y-和z-方向的磁偶极子。目前，矩形谐振天线的 最低模式分别是TE^x_δ11，TE^y_δ11和TE^z_11δ。若同时激励两个或更多的模式，可以使 工作频带进一步展宽。因此，如何激励并有效利用其它天线模式，使其具有更 加优良的特性是介质谐振天线研究的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工作在谐振模式TE^x_δ01下的介质谐振天线的结构 设计。该天线包括由陶瓷粉末烧结的矩形介质单元，两个末端金属短路片，T 型馈电电极以及金属地。采用新型的介质谐振单元，激励起TE^x_δ01模式。这是 该模式首次应用于天线设计。

本发明的特征在于，含有矩形介质单元1、金属地4以及都沿着所述矩形 长度方向两侧间的底部和所述金属地4之间垂直固定布置的两个末端金属短路 片31、32和T型馈电电极2，其中：

矩形介质单元1，是所述介质谐振天线的主辐射单元；

T型馈电电极2，位于偏离所述矩形长度方向的垂直中心线处；

两个末端金属短路片31、32，其中第一末端金属短路片31位于偏离所述 T型馈电电极2处，第二末端金属短路片32位于靠近所述T型馈电电极2处。

所述的一种工作在谐振模式TE^x_δ01下的介质谐振天线，其特征在于：所述 矩形介质单元1由陶瓷粉末烧结制成。

所述的一种工作在谐振模式TE^x_δ01下的介质谐振天线，其特征在于：所述 第一个末端金属短路片31呈矩形，第二个末端金属短路片32呈T形，T型水 平分支的厚度与所述矩形介质单元1的厚度相同。

根据本发明的一种工作在谐振模式TE^x_δ01下的在介质谐振天线，介质单元 采用矩形结构，设计灵活且便于生产组装。同时，在所述介质谐振天线中有效 激励起TE^x_δ01模式，该模式电场在整个辐射口面上均匀分布，使所述介质谐振 天线具有较高口径辐射效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种工作在谐振模式TE^x_δ01下的介质谐振天线三维图，矩 形部分是介质单元，其它部分是金属。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B向视图。

图4为图1的C向视图。

图5为图1的D向视图。

图6为图1的A向视图结构的实施实例尺寸图，单位均为毫米(mm)。