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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信,涉及一种天线,具体地说涉及一种法布里-珀罗谐振腔天线。
技术介绍
1、随着现代通信技术的高速发展,无线通信系统由于具有高实时性和便捷性从而受到了广泛关注,天线是无线通信系统的关键组成部分,起着发射和接收电磁信号的作用。基于无线通信设备近年来呈现出的超宽带、大容量及多功能的发展趋势,对天线的性能提出了更高的要求,同时具备高增益、低造价、结构简单的多功能天线备受青睐。其中,法布里-珀罗谐振腔天线可以通过简单的结构实现高增益的效果,具有增益和效率高、构造简单、馈电方式简单、剖面低等优势。
2、法布里-珀罗谐振腔天线通常由具有金属地板的馈源和部分反射面组成,部分反射面与地板形成法布里-珀罗谐振腔,在满足谐振条件时,电磁波在谐振腔体内经过多次反射和透射后全部辐射出腔体,通过腔体上方有效孔径中的均匀相位波前实现了高增益特性。
3、传统的法布里-珀罗谐振腔天线的部分反射面一般采用液态金属,如文献《aradiation pattern reconfigurable fabry-pérot antenna based on liquid metal》(ieee ieee trans.antennas propag.,vol.68,no.11,pp.7658-7663,nov.2020,x.yang,y.liu,h.lei,y.jia,p.zhu and z.zhou)、《methodology and implementation of beamsteering using c-shaped spl
4、有鉴于此,有必要对现有技术的法布里-珀罗谐振腔天线予以进一步改进。
技术实现思路
1、为此,本专利技术所要解决的技术问题在于传统法布里-珀罗谐振腔天线设计和生产难度大、成本高昂,从而提出一种结构简单、成本低廉的法布里-珀罗谐振腔天线。
2、为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案为:
3、本专利技术提供一种一种法布里-珀罗谐振腔天线,其包括:
4、金属地板,所述金属地板开设有一通槽,所述通槽内设置有金属柱;
5、液体容器,与所述金属地板间隔设置,所述液体容器内设置有至少一个储液单元,所述储液单元包括至少两个相互连通的储液腔,所述储液腔内存储有液体介质,所述液体介质的相对介电常数为74.0-74.9。
6、作为优选,所述储液腔的截面图形为矩形,所述储液腔的长度和宽度为0.4λ-0.48λ,λ为天线工作频率下的波长。
7、作为优选,所述通槽为矩形槽,所述矩形槽开设于所述金属地板中央,所述矩形槽的长度为0.9λ-1λ,宽度为0.8λ-1λ,λ为天线工作频率下的波长;所述矩形槽内间隔且平行设置有两个承载件,每个承载件上设置有一金属柱。
8、作为优选,所述金属柱为长方体结构,其长度为0.7λ-0.8λ,宽度为0.05λ-0.1λ,高度为0.05λ-0.1λ。
9、作为优选,所述储液单元至少为2个,至少两个储液单元间隔且平行设置;每个所述储液单元中,相邻储液腔通过液体通道连通。
10、作为优选,所述金属地板与所述液体容器的间距为0.45λ-0.55λ。
11、作为优选,所述金属地板为矩形板,其长度和宽度为3.5λ-4.5λ。
12、作为优选,所述液体介质为水,其损耗角正切为0.242-0.265。
13、作为优选,所述液体容器的截面图形为矩形,其长度和宽度分别与所述地板的长度和宽度相同,厚度为0.05λ-0.13λ。
14、作为优选,所述液体容器的材质为树脂,其相对介电常数为1.5-4.0,损耗角正切为0.01-0.1,所述液体容器由3d打印制得。
15、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
16、本专利技术提供的法布里-珀罗谐振腔天线,包括:金属地板,金属地板开设有一通槽,通槽内设置有金属柱;液体容器,与金属地板间隔设置,液体容器内设置有至少一个储液单元,每个储液单元包括至少两个相互连通的储液腔,储液腔内存储有液体介质,液体介质的相对介电常数为74.0-74.9。与传统的法布里-珀罗谐振腔天线相比,采用了价格低廉的液体介质,金属地板与通槽组成磁偶极子,金属柱形成电偶极子,从而得到天线馈源,液体容器的内部结构设置使得液体容器与液体介质形成部分反射面,且金属地板与容置有液体介质的液体容器之间形成谐振腔,馈源辐射的电磁波进入谐振腔后,部分电磁波经部分反射面透射出去,部分电磁波反射回谐振腔,再次被金属地板反射回部分反射面,从而电磁波在谐振腔内进行多次透射和反射后辐射出谐振腔,并可同相叠加,实现了提高增益的效果,使得本天线在结构简单、造价低廉的基础上,获得了高增益(可达17dbi以上),可广泛应用于无线通信
【技术保护点】
1.一种法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述储液腔的截面图形为矩形,所述储液腔的长度和宽度为0.4λ-0.48λ,λ为天线工作频率下的波长。
3.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述通槽为矩形槽,所述矩形槽开设于所述金属地板中央,所述矩形槽的长度为0.9λ-1λ,宽度为0.8λ-1λ,λ为天线工作频率下的波长;所述矩形槽内间隔且平行设置有两个承载件,每个承载件上设置有一金属柱。
4.根据权利要求3所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述金属柱为长方体结构,其长度为0.7λ-0.8λ,宽度为0.05λ-0.1λ,高度为0.05λ-0.1λ。
5.根据权利要求4所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述储液单元至少为2个,至少两个储液单元间隔且平行设置;每个所述储液单元中,相邻储液腔通过液体通道连通。
6.根据权利要求5所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述金属地板与所述液体容器的间距为0.45λ-0.55λ
7.根据权利要求6所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述金属地板为矩形板,其长度和宽度为3.5λ-4.5λ。
8.根据权利要求7所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述液体介质为水,其损耗角正切为0.242-0.265。
9.根据权利要求8所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述液体容器的截面图形为矩形,其长度和宽度分别与所述地板的长度和宽度相同,厚度为0.05λ-0.13λ。
10.根据权利要求9所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述液体容器的材质为树脂,其相对介电常数为1.5-4.0,损耗角正切为0.01-0.1,所述液体容器由3D打印制得。
...【技术特征摘要】
1.一种法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述储液腔的截面图形为矩形,所述储液腔的长度和宽度为0.4λ-0.48λ,λ为天线工作频率下的波长。
3.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述通槽为矩形槽,所述矩形槽开设于所述金属地板中央,所述矩形槽的长度为0.9λ-1λ,宽度为0.8λ-1λ,λ为天线工作频率下的波长;所述矩形槽内间隔且平行设置有两个承载件,每个承载件上设置有一金属柱。
4.根据权利要求3所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述金属柱为长方体结构,其长度为0.7λ-0.8λ,宽度为0.05λ-0.1λ,高度为0.05λ-0.1λ。
5.根据权利要求4所述的法布里-珀罗谐振腔天线,其特征在于,所述储液单元至少为2个,至少两个储液单元间隔且平行设置...
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