[发明专利]一种基于介质谐振器高次模的高增益双向端射天线阵列

说明书

本发明具体涉及一种基于介质谐振器高次模的高增益双向端射天线阵列，属于天线技术领域。包括基板，基板包括微波介质基片构成的上层和下层；还包括两个介质谐振器、金属片、微带双巴伦馈电网络、金属地、接地过孔、两个共面带线。本发明在不加引向器的情况下，通过采用介质谐振器的高次模以及在介质谐振器一侧面贴上金属片提高天线的增益，减小了天线的物理尺寸。本发明可有效提升双向端射天线阵列的增益。本发明通过调整金属地的长度以及介质谐振器与金属地在辐射方向的间距，来实现较好的双向辐射特性。

技术领域

本发明具体涉及一种基于介质谐振器高次模的高增益双向端射天线阵列，属于天线技术领域。

背景技术

随着长距离(长桥、隧道、公路、铁路)无线通信系统的发展，双向端射天线阵列以其独特的双向辐射和高增益特性受到越来越多的关注。近些年来，人们对双向端射天线的设计做了大量的研究。然而，据我们所知，很多的双向端射天线的驱动单元均采用金属，这样不可避免的会带来欧姆损耗，随着频率的不断提升，此问题会越凸显。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，为了克服传统的端射天线加引向器尺寸大以及频率升高存在金属损耗的情况，提出一种基于介质谐振器高次模的高增益双向端射天线阵列。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种基于介质谐振器高次模的高增益双向端射天线阵列，包括基板，所述基板包括微波介质基片构成的上层和下层；还包括两个介质谐振器、金属片、微带双巴伦馈电网络、金属地、接地过孔、两个共面带线；所述两个介质谐振器均粘贴在基板的上层表面；所述微带双巴伦馈电网络印制在基板的上层；所述两个介质谐振器关于微带双巴伦馈电网络为中心相对称设置；所述两个共面带线均印制在基板的上层；所述两个共面带线关于微带双巴伦馈电网络为中心相对称设置；所述两个共面带线分别与微带双巴伦馈电网络的两输出端连接；所述共面带线与介质谐振器的下表面连接；所述微带双巴伦馈电网络通过共面带线激励介质谐振器的高次模；所述两个介质谐振器远离微带双巴伦馈电网络的一侧面均粘贴金属片；所述金属地印制在基板的下层；所述接地过孔贯通基板的上层与下层；所述微带双巴伦馈电网络通过接地过孔与金属地连接；所述天线阵列通过调整金属地的长度以及介质谐振器与金属地在辐射方向的间距，实现双向端射。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述两个介质谐振器的高次模作为磁偶极子，通过微带双巴伦馈电网络与两端的共面带线进行馈电，实现天线的双向端射。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述两个介质谐振器均为工作于高次模的矩形介质谐振器，采用介电常数为45与损耗角正切值为0.00019的陶瓷材料制成。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述基板采用介电常数为3.55与损耗角正切值为0.0027的Rogers 4003C印刷电路板材制成。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述金属片设置在介质谐振器一侧面的中心；金属片的宽度约为介质谐振器一侧面宽度的三分之一；金属片的长度等于介质谐振器一侧面的高度。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述金属地的长度约为0.6λ；所述介质谐振器与金属地在辐射方向的间距约为0.3λ；两个介质谐振器的间距约为1.2λ，λ为天线工作频率对应的真空波长。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述天线阵列的反射系数小于-10dB。

本发明所述，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明在不加引向器的情况下，通过采用介质谐振器的高次模以及在介质谐振器一侧面贴上金属贴片提高天线的增益，减小了天线的物理尺寸。本发明可有效提升双向端射天线阵列的增益。本发明通过调整金属地的长度以及介质谐振器与金属地在辐射方向的间距，来实现较好的双向辐射特性。

附图说明

图1是双向端射天线阵列的立体图；