一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线制造技术

本发明专利技术属于天线技术领域，具体涉及一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线，包括复合结构介质谐振器天线、方形印刷电路板以及凹形印刷电路板；复合结构介质谐振器天线包括第一高介电常数陶瓷块、低介电常数介质块和四个第二高介电常数陶瓷块，四个第二高介电常数陶瓷块均匀嵌入低介电常数介质块的侧面，第一高介电常数陶瓷块设置在低介电常数介质块的正上方；方形印刷电路板的上表面设置有金属层，下表面设置一对叶片状贴片金属层；凹形印刷电路板垂直设置在方形印刷电路板的下方；本发明专利技术采用嵌入堆叠结构与磁电互补结构构建了一种新型谐振器天线，能够实现宽阻抗带宽、高增益、高前后比和高交叉极化鉴别率。高前后比和高交叉极化鉴别率。高前后比和高交叉极化鉴别率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术系统容量的增加，对天线的宽频特性以及如何在宽带上实现增益和辐射方向图方面的稳定性能提出了更高的要求。磁电互补天线在工作频段内具有稳定的宽边辐射模式、宽阻抗带宽、高前后比和高交叉极化鉴别率，能够满足无线通信的需求。而磁电互补天线设计的难点在于如何构造简易且高性能的等效磁流源，并且与电流源进行合理的组合，从而达到方向图互补的效果的磁电互补天线。工作于横电模式的介质谐振器天线可以被视为一种等效磁流源，并且具有体积小、易于激励和高辐射效率的优点。通过将介质谐振器天线应用于磁电互补天线的设计思想，能够改善天线的阻抗带宽与交叉极化鉴别率等辐射性能。目前现有的磁电互补天线采用的方式包括利用缝隙结构激励介质谐振器天线构建等效磁偶极子，利用垂直金属臂激励电偶极子，通过磁电互补结构实现高交叉极化鉴别率，通过嵌入陶瓷与叠层结构实现宽频带与高增益特性。但是上述的磁电互补天线均存在以下缺点：1、采用单个介质谐振器，带宽窄；2、采用传统的叠层介质谐振器结构，增益低；3、用传统的微带传输线馈电网络，天线的交叉极化鉴别率指标差。

技术实现思路

[0003]为解决以上现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线，该天线包括：复合结构介质谐振器天线、方形印刷电路板以及凹形印刷电路板；
[0004]所述复合结构介质谐振器天线包括一个第一高介电常数陶瓷块、四个第二高介电常数陶瓷块以及一个低介电常数介质块，其中四个第二高介电常数陶瓷块均匀嵌入低介电常数介质块的侧面，第一高介电常数陶瓷块设置在低介电常数介质块的正上方；
[0005]方形印刷电路板的上表面设置有金属层，该金属层刻蚀有叉形缝隙；方形印刷电路板的下表面设置一对叶片状贴片金属层；其中，复合结构介质谐振器天线设置在方形印刷电路板上方；
[0006]所述凹形印刷电路板垂直设置在方形印刷电路板的下方，且凹形印刷电路板的前后表面均设置有微带传输线，微带传输线的一端连接端口，另一端与方形印刷电路板的叶片状贴片金属层连接。
[0007]优选的，第一高介电常数陶瓷块的相对介电常数包括9.5～20，第二高介电常数陶瓷块的介电常数包括相对9.5～20，低介电常数介质块的相对介电常数包括3.8～4.2。
[0008]优选的，低介电常数介质块采用“F4B”材料。
[0009]优选的，方形印刷电路板的下表面设置的一对叶片状贴片金属层为对称振子。
[0010]优选的，方形印刷电路板的上表面金属层刻蚀的叉形缝隙由中间矩形缝隙和两端
的分形缝隙组成，其中分形缝隙包括三节，并根据自相似原理逐节向外延伸。
[0011]优选的，凹形印刷电路板的两边设置有凸起，两个凸起的结构大小相同。
[0012]优选的，两条微带传输线为经过做弯折处理的微带传输线，即该微带传输线包括垂直部分和平行部分。
[0013]本专利技术的有益效果
[0014]本专利技术采用嵌入堆叠结构与磁电互补结构构建了一种新型谐振器天线，能够实现宽阻抗带宽、高增益、高前后比和高交叉极化鉴别率，该天线工作在4.54GHz
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5.19GHz和5.35GHz
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6.55GHz；本专利技术的磁电互补天线实现宽阻抗带宽的前提下具备高增益特性、高前后比和高交叉极化鉴别率，适用于更多应用场景。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的基于嵌入式陶瓷与堆叠介质谐振器的磁电互补天线结构示意图；
[0016]图2为本专利技术的基于嵌入式陶瓷与堆叠介质谐振器的磁电互补天线的S参数图；
[0017]图3为本专利技术的基于嵌入式陶瓷与堆叠介质谐振器的磁电互补天线的增益与天线效率图；
[0018]图4为本专利技术的基于嵌入式陶瓷与堆叠介质谐振器的磁电互补天线不同频率下的二维方向图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线，该天线基于改进型缝隙结构激励起来的介质谐振器天线可等效为磁偶极子，与叶片形电偶极子一起形成了磁电互补天线。该天线采用嵌入式
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叠层结构的介质谐振器天线可实现宽频带与高增益特性，并且改善前后比与交叉极化鉴别率。该天线能够解决传统互补天线工作带宽较窄的问题。
[0021]一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线的具体实施方式，如图1所示，该天线包括：复合结构介质谐振器天线、方形印刷电路板以及凹形印刷电路板；所述复合结构介质谐振器天线包括一个第一高介电常数陶瓷块、四个第二高介电常数陶瓷块以及一个低介电常数介质块，其中四个第二高介电常数陶瓷块均匀嵌入低介电常数介质块的侧面，第一高介电常数陶瓷块设置在低介电常数介质块的正上方；方形印刷电路板的上表面设置有金属层，该金属层刻蚀有叉形缝隙；方形印刷电路板的下表面设置一对叶片状贴片金属层；其中，复合结构介质谐振器天线设置在方形印刷电路板上方；所述凹形印刷电路板垂直设置在方形印刷电路板的下方，且凹形印刷电路板的前后表面均设置有微带传输线，微带传输线的一端连接端口，另一端与方形印刷电路板的叶片状贴片金属层连接。
[0022]一种由叶片状对称振子、复合结构介质谐振器天线及叉形缝隙组成的磁电互补天线，通过良好的电流与等效磁流幅度配置实现高交叉极化鉴别率、高前后比和宽带的优良天线性能。该天线由上中下三部分组成，上层为复合结构介质谐振器天线，中间层为方形印
刷电电路板，下层为凹形印刷电路板。
[0023]在本实施例中，上层复合结构介质谐振器天线由一个第一高介电常数陶瓷块A，四个第二高介电常数陶瓷块B1、B2、B3、B4，及一个低介电常数介质块C组成。第一高介电常数陶瓷块A与低介电常数介质块C叠层放置，第一高介电常数陶瓷块A置于低介电常数介质块C正上方，且第一高介电常数陶瓷块A体积小于低介电常数介质块C；其中，四个第二高介电常数陶瓷块B1、B2、B3、B4分别嵌入低介电常数介质块C的四个侧面中，并且相对于低介电常数介质块C的中心呈对称结构分布。中间层方形印刷电路板上表面具有金属层，该金属层刻蚀有一个叉形缝隙，下表面具有一对叶片状贴片金属层。下层凹形印刷电路板垂直放置，前后表面各具有微带传输线。该微带传输线一端连接端口，一端连接所述叶片状贴片金属层。
[0024]在本实施例中，上层复合结构介质谐振器天线放置在中间层方形电路板上，中间层方形印刷电路板两边开孔与下层印刷凹形电路板相连固定。由端口输入的电磁信号通过微带传输线传输给叶片状对称振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式陶瓷和堆叠介质谐振器的磁电互补天线，其特征在于，包括：复合结构介质谐振器天线、方形印刷电路板以及凹形印刷电路板；所述复合结构介质谐振器天线包括一个第一高介电常数陶瓷块、四个第二高介电常数陶瓷块以及一个低介电常数介质块，其中四个第二高介电常数陶瓷块均匀嵌入低介电常数介质块的侧面，第一高介电常数陶瓷块设置在低介电常数介质块的正上方；方形印刷电路板的上表面设置有金属层，该金属层刻蚀有叉形缝隙；方形印刷电路板的下表面设置一对叶片状贴片金属层；其中，复合结构介质谐振器天线设置在方形印刷电路板上方；所述凹形印刷电路板垂直设置在方形印刷电路板的下方，且凹形印刷电路板的前后表面均设置有微带传输线，微带传输线的一端连接端口，另一端与方形印刷电路板的叶片状贴片金属层连接。2.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟，王子豪，杨钰琦，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：