[发明专利]基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线

说明书

本发明公开了一种基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线，其中主要辐射单元为半球体介质，相比与金属材料，欧姆损耗更低，效率更高。由于介质使用光敏树脂，可以根据需要对形状进行改变。半径略长于一个波长，并且与馈电片电流进行耦合，可以引导辐射方向，避免了电磁波向四周分散，导致增益下降，同时还提高了带宽。其中两层多圆弧微带，一定程度上阻断了电流向四周的扩散，并对磁场起到了一定的约束作用，由此减低了后向增益，提高了前向增益，并进一步提高了带宽。所采用的金属化过孔，通过连接地板和圆弧微带，进一步抑制了电流的扩散，一定程度上提高了天线的增益。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线。

背景技术

随着通信技术的发展，目前6GHz以下的通信频段已很难得到较宽的连续带宽，毫米波因其具有大量未被利用的资源，成为5g通信研究的热点，因此我们开始着手进行适用于毫米波频段通信天线的研究。传统微带天线由于金属的趋肤效应，导致其在高频段金属欧姆损耗高、增益低，其发展和应用受到了一定的限制。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线，以用于解决普通金属天线在高频段欧姆损耗太大效率太低的问题，适用于5G毫米波波段。通过结合微带天线与介质谐振天线的特点，设计的天线具有高增益，大带宽，低剖面，结构简单，易于加工的特点，在无线通讯系统中具有良好的使用前景。

为实现本发明的目的，提供一种基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线，包括反射地板、FR4介质基板、介质谐振器；

所述FR4介质基板的上表面与下表面之间设有与同轴馈电线相连的圆形馈电片，圆形馈电片周围设有两圈圆弧微带线、两圈圆弧微带线均包括多段小圆弧，其中一圈圆弧微带线通过一圈金属化过孔与反射地板相连，以形成短路，约束电流，在馈电片上方接有一个半球体的介质谐振器，该介质谐振器引导电流向前方辐射，并且由于自身介质损耗很小，因此辐射效率很高。

在一个实施例中，所述反射地板为金属反射地板。

在一个实施例中，所述介质谐振器为半球体介质谐振器。

具体地，所述半球体介质谐振器，使用3D打印技术制造，半球体介质谐振器的材料为光敏树脂。

上述基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线中，主要辐射单元为半球体介质，相比与金属材料，欧姆损耗更低，效率更高。由于介质使用光敏树脂，可以根据需要对形状进行改变。半径略长于一个波长，并且与馈电片电流进行耦合，可以引导辐射方向，避免了电磁波向四周分散，导致增益下降，同时还提高了带宽。其中两层多圆弧微带，一定程度上阻断了电流向四周的扩散，并对磁场起到了一定的约束作用，由此减低了后向增益，提高了前向增益，并进一步提高了带宽。所采用的金属化过孔，通过连接地板和圆弧微带，进一步抑制了电流的扩散，一定程度上提高了天线的增益。

附图说明

图1是一个实施例的基于3D打印技术的多圆弧微带介质谐振腔天线结构示意图；

图2是一个实施例的圆弧微带结构示意图；

图3是一个实施例的金属过孔结构示意图；

图4是一个实施例的天线S11曲线图；

图5为一个实施例的天线增益图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。