阅读说明：本技术 介质谐振器天线及终端 (Dielectric resonator antenna and terminal ) 是由 张毅 陶灵 谢倩倩 张培 冯友怀 张燎 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种介质谐振器天线及终端,其中介质谐振器天线包括介质基板以及设置在介质基板上的介质谐振器,在所述基板上设置有耦合缝隙、寄生缝隙以及馈线,其特征在于：所述耦合缝隙为第一开口缝隙；所述寄生缝隙为第二开口缝隙；所述第一开口缝隙的开口方向与第二开口缝隙的开口方向相对。本发明介质谐振器天线,耦合缝隙为第一开口缝隙,寄生缝隙为第二开口缝隙,第一开口缝隙的开口方向与第二开口缝隙的开口方向相对。与馈线耦合的第一开口缝隙用于馈电,将馈线上的高频信号引入矩形介质谐振器,第二开口缝隙用于引导表面电流,并最终通过长方体形介质谐振器产生所需要的谐振模式。(The invention discloses a dielectric resonator antenna and a terminal, wherein the dielectric resonator antenna comprises a dielectric substrate and a dielectric resonator arranged on the dielectric substrate, a coupling gap, a parasitic gap and a feeder line are arranged on the substrate, and the dielectric resonator antenna is characterized in that: the coupling gap is a first opening gap; the parasitic gap is a second opening gap; the opening direction of the first opening gap is opposite to the opening direction of the second opening gap. According to the dielectric resonator antenna, the coupling gap is a first opening gap, the parasitic gap is a second opening gap, and the opening direction of the first opening gap is opposite to the opening direction of the second opening gap. The first open slot coupled with the feeder line is used for feeding power, high-frequency signals on the feeder line are led into the rectangular dielectric resonator, and the second open slot is used for guiding surface current and finally generating a required resonance mode through the rectangular dielectric resonator.)

介质谐振器天线及终端

技术领域

本发明涉及一种天线，具体是一种介质谐振器天线。

背景技术

新一代移动通信技术(5G)的迅猛发展，给无线通信设备提出了越来越严格的要求，天线作为其关键部分之一，其性能的优劣直接决定了通信质量和用户体验。为了提高信息传输速率，天线的工作频段上升至毫米波频段，且往往要求天线有较宽的带宽和较高的增益。随着频率的升高，金属损耗对于天线效率的影响更加显著，影响天线的增益。同时，手机终端提供给毫米波天线的空间是极其有限的，天线的小型化和紧凑型十分重要。此外，由于终端的接收信号方向和极化方式的任意性，要求天线在较大的辐射范围内都有较高增益。现有技术中毫米波天线体积大，增益较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种可小型化的高增益介质谐振器天线及终端。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种介质谐振器天线，包括介质基板以及设置在介质基板上的介质谐振器，在所述基板上设置有耦合缝隙、寄生缝隙以及馈线，其特征在于：

所述耦合缝隙为第一开口缝隙；所述寄生缝隙为第二开口缝隙；所述第一开口缝隙的开口方向与第二开口缝隙的开口方向相对。

所述第一开口缝隙为第一圆弧缝隙。

所述第二开口缝隙为第二圆弧缝隙。

所述第一圆弧缝隙与第二圆弧缝隙对称设置，圆弧半径相同，弧长相同。

所述第一圆弧缝隙与第二圆弧缝隙的缝隙宽度为0.5-8mm。

所述耦合缝隙和寄生缝隙设置在所述介质基板的上表面，所述馈线设置在所述介质基板的下表面。

所述介质谐振器的形状为长方体。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1.本发明介质谐振器天线，耦合缝隙为第一开口缝隙，寄生缝隙为第二开口缝隙，第一开口缝隙的开口方向与第二开口缝隙的开口方向相对。与馈线耦合的第一开口缝隙用于馈电，将馈线上的高频信号引入矩形介质谐振器，第二开口缝隙用于引导表面电流，并最终通过长方体形介质谐振器产生所需要的谐振模式。

2.圆弧缝隙将激发的表面电流限制在两个弧形之间的区域，寄生缝隙改变基板正面的耦合电流，减少信号的返回损失，提高匹配程度。激励了所需要的耦合缝隙和寄生缝隙在介质内激发TE δ 21 x , TE δ 10 x两个模式并且改善了匹配。

3.本发明介质谐振器天线结构主要构成是基板和介质谐振器。位于基板上的耦合缝隙和寄生缝隙成双C形，轮廓形成为类似一个圆形，通过控制圆的半径使得两个缝隙所占的面积可控。同时，介质谐振器为方形，与耦合缝隙和寄生缝隙的区域重叠，最终使得构成的天线整体结构尺寸减小。

附图说明

图1是本发明谐振器天线结构分解图；

图2是本发明谐振器天线的侧视图；

图3是本发明介质基板结构示意图；

图4是本发明谐振器天线和不具备介质谐振器天线的S11图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：

本发明一种介质谐振器天线，如图1-图3所示，包括介质基板1以及设置在介质基板上的介质谐振器2，在介质基板1上表面覆金属层，在金属层上开设耦合缝隙3和寄生缝隙4。介质谐振器2设置于基板上表面，与耦合缝隙3和寄生缝隙4的区域重叠。馈线5位于介质基板1的下表面，与介质基板1上表面的耦合缝隙3耦合，作为介质谐振器天线的馈线。耦合缝隙3为第一开口缝隙，寄生缝隙4为第二开口缝隙，第一开口缝隙的开口方向与第二开口缝隙的开口方向相对。寄生缝隙4位于耦合缝隙3附近，耦合缝隙3和寄生缝隙4在介质内激发TE δ 21 x , TE δ 10 x两个模式。寄生缝隙改变基板正面的耦合电流，减少信号的返回损失，提高匹配程度。

在一个实施例中，金属层为铜。

在一个实施例中，第一开口缝隙为第一圆弧缝隙。第二开口缝隙为第二圆弧缝隙。第一圆弧缝隙的半径为R1，弧长为L1; 第二圆弧缝隙的半径为R2，弧长为L2, R1与R2可以相同也可以不同，L1与L2可以相同也可以不同。

在一个实施例中，耦合缝隙3和寄生缝隙4的半径R1与R2相同，耦合缝隙3和寄生缝隙4的弧长L1与L2相同，形成为双C形结构。

耦合缝隙3和寄生缝隙4的几何尺寸，耦合缝隙3和寄生缝隙4在水平面的X、Y轴向的相对距离都是可调的。

第一圆弧缝隙与第二圆弧缝隙的缝隙宽度为0.5-8mm。

在一个实施例中，第一圆弧缝隙与第二圆弧缝隙的缝隙宽度为3mm。

在一个实施例中，介质谐振器2为长方体，相对介电常数为50以上，优选为65的陶瓷介质。

在一个实施例中，本发明介质谐振器天线，介质基板优选为正方形，边长10-50mm，介质谐振器的尺寸为半径1-30mm，高度1-50mm。

本发明的介质谐振器天线极化方式为线极化。图4为采用长方体介质谐振器2和耦合缝隙3和寄生缝隙4为双C形结构的介质谐振器天线S11图，由图中可以看出，本发明的介质谐振器天线具备很好的匹配效果，增益高，同时尺寸小。

本发明还提供了一种终端设备，该终端设备包括上述任一实施例的介质谐振器天线。本发明实施例提供的终端设备，通过介质谐振器天线接收振荡电流，并将该振荡电流转化为电磁波，以电磁波的形式向周围空间辐射，完成与介质谐振器天线连接的应用终端的通讯功能。需要说明的是，本发明实施例提供的终端设备不限于手机、电脑、ipad、平板电脑等。