一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线及无线通信设备

本发明涉及天线，尤其涉及一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线及无线通信设备。

背景技术：

1、在现有技术中，极少部分的介质谐振器天线可以同时提供两个全向端口，但是这些介质谐振器天线所存在的共同缺陷是结构占用空间大。考虑到介质谐振器天线通常需要与大多数有着空间限制的通信系统集成，如何在天线结构占用空间有限的情况下提高介质谐振器天线的带宽，是在天线设计阶段所需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线及无线通信设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、一方面，本发明提供一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，包括介质基板、接地层、介质谐振器、馈电层和导电探针；

3、所述接地层的底面连接于所述介质基板的顶面，所述接地层上设有矩形孔；

4、所述介质谐振器包括第一圆柱体和第二圆柱体，所述第一圆柱体的外径大于所述第二圆柱体的外径，所述第一圆柱体的底面连接于所述第二圆柱体的顶面，所述第二圆柱体的底面连接于所述接地层的顶面，所述第一圆柱体的顶面设有寄生贴片，所述寄生贴片上设有圆形孔；

5、所述馈电层连接于所述介质基板的底面，所述馈电层上设有第一馈电端口和第二馈电端口；

6、所述导电探针的第一端穿过所述接地层和所述介质基板与所述馈电层连接，所述导电探针的第二端穿过所述介质谐振器和所述圆形孔并与所述寄生贴片处于同一平面；

7、其中，所述第二圆柱体对所述矩形孔的部分进行覆盖遮挡，所述第一馈电端口被配置为驱动所述馈电层通过所述矩形孔激励所述介质谐振器工作在第一谐振模式，所述第二馈电端口被配置为驱动所述馈电层通过所述导电探针激励所述介质谐振器工作在第二谐振模式。

8、进一步地，所述矩形孔的数量为四个，四个所述矩形孔围绕所述导电探针排列成圆周阵列，所述圆周阵列的外径大于所述第二圆柱体的外径，并且所述圆周阵列的外径小于所述第一圆柱体的外径。

9、进一步地，所述馈电层包括与所述第一馈电端口连接的功分组件，所述功分组件通过四个所述矩形孔激励所述介质谐振器工作在所述第一谐振模式。

10、进一步地，所述第一谐振模式为te011+δ模式。

11、进一步地，所述功分组件包括第一t型功分器、第二t型功分器和第三t型功分器，所述第一t型功分器的输入端与所述第一馈电端口连接，所述第一t型功分器的第一输出端与所述第二t型功分器的输入端连接，所述第一t型功分器的第二输出端与所述第三t型功分器的输入端连接，所述第二t型功分器的两个输出端和所述第三t型功分器的两个输出端与四个所述矩形孔对应关联。

12、进一步地，所述馈电层包括与所述第二馈电端口连接的微带线组件，所述微带线组件通过所述导电探针激励所述介质谐振器工作在所述第二谐振模式。

13、进一步地，所述第二谐振模式为tm02δ模式。

14、进一步地，所述微带线组件包括渐变微带线和50欧姆微带线，所述50欧姆微带线的输入端与所述第二馈电端口连接，所述50欧姆微带线的输出端与所述渐变微带线的输入端连接，所述渐变微带线的输出端与所述导电探针的第一端连接。

15、进一步地，所述介质谐振器采用陶瓷材质制成。

16、另一方面，本发明提供一种无线通信设备，包括上述任一项所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线。

17、本发明至少具有以下有益效果：通过将由陶瓷材质制成的两个圆柱体所形成的阶梯状圆柱体作为介质谐振器，并利用外径较小的单个圆柱体对接地层上设有的每个矩形孔进行部分覆盖遮挡，再通过馈电层与所有矩形孔之间的配合使用以及馈电层与导电探针之间的配合使用，可以激励介质谐振器工作在两种不同谐振模式下以提高天线带宽；通过在介质谐振器的底部形成一个空气环，该空气环能够覆盖在两种不同谐振模式下的强电场区域，由此可以增加在这两种不同谐振模式下的阻抗带宽；本发明所提出的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线采用te011+δ模式和tm02δ模式相结合的这一全新全向辐射模式组合，可以实现天线结构的低轮廓特性。

技术特征：

1.一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，包括介质基板、接地层、介质谐振器、馈电层和导电探针；

2.根据权利要求1所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述矩形孔的数量为四个，四个所述矩形孔围绕所述导电探针排列成圆周阵列，所述圆周阵列的外径大于所述第二圆柱体的外径，并且所述圆周阵列的外径小于所述第一圆柱体的外径。

3.根据权利要求2所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述馈电层包括与所述第一馈电端口连接的功分组件，所述功分组件通过四个所述矩形孔激励所述介质谐振器工作在所述第一谐振模式。

4.根据权利要求3所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述第一谐振模式为te011+δ模式。

5.根据权利要求3所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述功分组件包括第一t型功分器、第二t型功分器和第三t型功分器，所述第一t型功分器的输入端与所述第一馈电端口连接，所述第一t型功分器的第一输出端与所述第二t型功分器的输入端连接，所述第一t型功分器的第二输出端与所述第三t型功分器的输入端连接，所述第二t型功分器的两个输出端和所述第三t型功分器的两个输出端与四个所述矩形孔对应关联。

6.根据权利要求1所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述馈电层包括与所述第二馈电端口连接的微带线组件，所述微带线组件通过所述导电探针激励所述介质谐振器工作在所述第二谐振模式。

7.根据权利要求6所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述第二谐振模式为tm02δ模式。

8.根据权利要求6所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述微带线组件包括渐变微带线和50欧姆微带线，所述50欧姆微带线的输入端与所述第二馈电端口连接，所述50欧姆微带线的输出端与所述渐变微带线的输入端连接，所述渐变微带线的输出端与所述导电探针的第一端连接。

9.根据权利要求1所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线，其特征在于，所述介质谐振器采用陶瓷材质制成。

10.一种无线通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的全向极化分集阶梯状介质谐振器天线。

技术总结本发明公开一种全向极化分集阶梯状介质谐振器天线及无线通信设备，该天线包括：介质基板；接地层，连接于介质基板顶面；介质谐振器，包括第一圆柱体和连接于其底面且外径更小的第二圆柱体，第二圆柱体底面连接于接地层顶面，第一圆柱体顶面设置带有圆形孔的寄生贴片；馈电层，连接于介质基板底面；导电探针，一端穿过接地层和介质基板与馈电层连接，另一端穿过介质谐振器和圆形孔与寄生贴片处于同一平面；第二圆柱体覆盖接地层上的矩形孔的部分，馈电层上的第一馈电端口用于驱动馈电层通过矩形孔激励介质谐振器工作在第一谐振模式，馈电层上的第二馈电端口用于驱动馈电层通过导电探针激励介质谐振器工作在第二谐振模式。本发明可提高天线带宽。技术研发人员：方晓生,叶健钦,谢嘉欣受保护的技术使用者：汕头大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2