CN104538737A - 一种宽频带低剖面全向辐射垂直线极化介质谐振天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种宽频带低剖面全向辐射垂直线极化介质谐振天线。技术方案是：包括天线馈线、金属地板、内介质圆环和外介质圆环。其中内介质圆环采用低介电常数加工制成，外介质圆环采用高介电常数加工制成。内介质圆环和外介质圆环均固定在金属地板上表面，且两块介质圆环的圆心位置重合。天线馈线为同轴接头，天线馈线的外导体在金属地板下表面并且与金属地板电连接，天线馈线的内导体在介质圆环的圆心处穿透金属地板并且从金属地板上表面一侧垂直伸出。本发明具有结构简单、容易加工组装，剖面低，频带宽的优点。
Description
技术领域
本发明属于宽带天线技术领域，更具体的说涉及一种垂直线极化介质谐振天线，且天线具有宽频带低剖面全向辐射的特点。
背景技术
单极子天线是一种常见的线极化、全向辐射天线。由于其制作简单，全向性能好，被广泛应用于无线电通信。然而此类天线带宽较窄，且用作垂直极化时剖面高，因而在车载无线电通信设备中使用受限。尤其是移动车载无源侦查设备中，需要宽频带、低剖面天线。
介质谐振天线是采用非金属材料制作成的一类谐振天线，是由最早的介质谐振器演变而来。当作为谐振器使用时，其一般放置在金属屏蔽罩内，避免能量泄漏。1939年，Richtmyer首先在理论上报道了去除屏蔽罩的球形和环形介质谐振器，之后，Sager和Tisi第一次论证将介质谐振器应用于小天线设计的可能性。1983年，Long S A的研究团队首次系统地提出了对于特定形状介质谐振天线谐振模式、辐射特性及激励方法的理论和实验研究结果，使介质谐振器作为天线的想法被广泛接受。和传统金属天线相比，介质谐振天线基本不存在导体表面波损耗，因而在高频及毫米波段具有金属天线不可比拟的低损耗优势。另外由于其具有谐振模式丰富、设计灵活度高、尺寸小等优点，近年来成为天线领域的研究热点之一。这类天线能够实现如宽带、圆极化、多极化、高增益等多样的性能。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有宽频带、垂直线极化、全向辐射特性的介质谐振天线，该介质谐振天线具有带宽较宽，剖面低(电长度仅为0.175)的优点，可广泛应用于移动通信系统中。
本发明的技术方案是：一种介质谐振天线，除天线馈线4、金属地板3外，其特征在于，还包括内介质圆环1和外介质圆环2。其中内介质圆环1采用低介电常数加工制成，外介质圆环2采用高介电常数加工制成，内介质圆环1的高度比外介质圆环2的高度高。内介质圆环1和外介质圆环2均固定在金属地板3上表面，且两块介质圆环的圆心位置重合。天线馈线4为同轴接头，天线馈线4的外导体42在金属地板3下表面并且与金属地板3电连接，天线馈线4的内导体41在两个介质圆环的圆心处穿透金属地板3并且从金属地板3上表面一侧垂直伸出。
本发明的有益效果为：
该天线具有结构简单、容易加工组装，剖面低的优点。双介质圆环结构增大了设计灵活度，增加了天线工作模式，展宽了天线的频带。
附图说明
图1是本发明的侧视剖面结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明的侧视剖面结构示意图，图2为本发明侧视剖面结构示意图。如图所示，本发明提供的介质谐振天线包括内介质圆环1，外介质圆环2，金属地板3，天线馈线4。内介质圆环1的介电常数为εr1，外介质圆环2的介电常数为εr2，两个介电常数根据实际使用情况确定，内介质圆环1的高度比外介质圆环2的高度高0.3至0.5厘米。本实施例中内介质圆环1的介电常数为εr1＝10，外介质圆环2的介电常数为εr2＝18，内介质圆环1的高度比外介质圆环2的高度高0.3厘米。内介质圆环1和外介质圆环2的圆心重合，馈电点位于圆心处。天线馈线4的内导体41，外导体42。内介质圆环1和外介质圆环2之间是空气层，金属地板3为圆形，其圆心亦为馈电点。
当采用如图所示的馈电方式时，内介质圆环1和外介质圆环2同时被激励，因二者的尺度、介电常数等物理参数不同，工作于不同模式，但二者工作频率相近，方向图相似，可展宽整个天线频带，并且辐射方向图稳定，类似于单极子方向图的垂直线极化全向辐射。通过选取尺度、介电常数等物理参数不同的内介质圆环1和外介质圆环2，可设计出具有相似性能，用于不同频段的宽带全向垂直线极化天线。
Claims (2)
1.一种宽频带低剖面全向辐射垂直线极化介质谐振天线，除天线馈线(4)、金属地板(3)外，其特征在于，还包括内介质圆环(1)和外介质圆环(2)；其中，内介质圆环(1)采用低介电常数加工制成，外介质圆环(2)采用高介电常数加工制成，内介质圆环(1)的高度比外介质圆环(2)的高度高；内介质圆环(1)和外介质圆环(2)均固定在金属地板(3)上表面，且两块介质圆环的圆心位置重合；天线馈线(4)为同轴接头，天线馈线(4)的外导体(42)在金属地板(3)下表面并且与金属地板(3)电连接，天线馈线(4)的内导体(41)在两个介质圆环的圆心处穿透金属地板(3)并且从金属地板(3)上表面一侧垂直伸出。
2.根据权利要求1所述的宽频带低剖面全向辐射垂直线极化介质谐振天线，其特征在于，内介质圆环(1)的高度比外介质圆环(2)的高度高0.3至0.5厘米。
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