本實(shí)用新型涉及天線領(lǐng)域，特別的，涉及一種小型全向介質(zhì)諧振器天線。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的介質(zhì)諧振器天線主要包括定向輻射介質(zhì)諧振器天線和全向輻射介質(zhì)諧振器天線，隨著無線、探測(cè)、傳輸、控制等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)全向天線的體積與增益的要求越來越高，目前的小型化全向天線，常見的形式螺旋天線、單或者偶極子天線、環(huán)天線、微帶天線等，體積大，能耗大，介質(zhì)損耗高，所以通常天線的效率受到限制，單個(gè)天線如果不組陣增益不高，而現(xiàn)有的小型全向介質(zhì)諧振器天線通常有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是通過介質(zhì)的組合，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工起來需要多個(gè)步驟才能完成；另一種是通過將輻射單元組成陣列，結(jié)構(gòu)繁雜，體積也較大，加工制作不方便。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型目的在于提供一種小型全向介質(zhì)諧振器天線，以解決
背景技術(shù)：
中提出的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種小型全向介質(zhì)諧振器天線，包括圓形的介質(zhì)基板1、設(shè)置于介質(zhì)基板正面中央的筒形結(jié)構(gòu)的諧振介質(zhì)2以及設(shè)置于諧振介質(zhì)內(nèi)筒中的饋電探針3，所述饋電探針與諧振介質(zhì)內(nèi)壁之間設(shè)有空隙，所述諧振介質(zhì)頂部端面設(shè)置為傾斜面21，所述傾斜面與介質(zhì)基板板面之間的夾角大于或等于3°且小于或等于8°，所述介質(zhì)基板的背面設(shè)置有敷銅層一4。優(yōu)選的，所述介質(zhì)基板背面的敷銅層一覆蓋整個(gè)介質(zhì)基板背面?；蛘?，所述介質(zhì)基板背面的敷銅層一于介質(zhì)基板外緣區(qū)域設(shè)置為空缺環(huán)，介質(zhì)基板正面對(duì)應(yīng)背面的空缺環(huán)區(qū)域設(shè)置有敷銅層二5。進(jìn)一步的，所述敷銅層一的外輪廓及敷銅層二的內(nèi)圈輪廓為圓形、正方形、正三角形、五邊以上的正多邊形或其他呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)的形狀。所述諧振介質(zhì)的材質(zhì)為陶瓷，所述介質(zhì)基板采用FR-4環(huán)氧樹脂板。所述介質(zhì)基板的半徑等于40～60mm，所述敷銅層一的外輪廓為圓形，所述敷銅層一的外輪廓半徑及敷銅層二的內(nèi)圈半徑均等于20～35mm。優(yōu)選的，所述介質(zhì)基板的半徑等于50mm；所述敷銅層一的外輪廓半徑及敷銅層二的內(nèi)圈半徑均等于30mm。優(yōu)選的，所述饋電探針與諧振介質(zhì)內(nèi)壁之間的空隙等于4～7mm；所述諧振介質(zhì)的最高位置處的高度H等于6～12mm；所述諧振介質(zhì)的外徑等于18～22mm，諧振介質(zhì)的內(nèi)徑等于8～12mm；所述饋電探針的長度L等于5.5～7mm；所述饋電探針的半徑等于0.45～0.6mm。優(yōu)選的，所述饋電探針與諧振介質(zhì)內(nèi)壁之間的空隙等于4.5mm；所述諧振介質(zhì)的最高位置處的高度H等于8mm；所述諧振介質(zhì)的外徑等于20mm，內(nèi)徑等于10mm；所述饋電探針的長度L等于6mm；所述饋電探針的半徑等于0.5mm。有益效果：本實(shí)用新型通過對(duì)圓柱形結(jié)構(gòu)的諧振介質(zhì)削設(shè)大于或等于3°且小于或等于8°的傾斜面，在保證天線的全向輻射性能的同時(shí)，減小天線體積，擴(kuò)展了天線的應(yīng)用范圍，且對(duì)天線的工作頻段基本不影響，本實(shí)用新型在介質(zhì)基板的背面與正面分別覆設(shè)有敷銅層一與敷銅層二，可提高天線的增益，提高天線的帶寬。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖說明構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一的天線立體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一的天線俯視圖；圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一的天線側(cè)視圖；圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例二的天線立體結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式中對(duì)比例一的天線立體結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一的天線的S參數(shù)曲線圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一的天線的電壓駐波比曲線圖；圖8是實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一的天線輻射方向圖；圖9是本實(shí)用新型對(duì)實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一的天線在頻帶內(nèi)的增益曲線圖。圖中：1-介質(zhì)基板，2-諧振介質(zhì)，21-傾斜面，3-饋電探針，4-敷銅層一，5-敷銅層二。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見圖1～圖3的實(shí)施例一的小型全向介質(zhì)諧振器天線，包括圓形的介質(zhì)基板1、垂直設(shè)置于介質(zhì)基板正面中心位置的筒形結(jié)構(gòu)的諧振介質(zhì)2以及同軸設(shè)置于諧振介質(zhì)內(nèi)筒中的饋電探針3，饋電探針3與諧振介質(zhì)2內(nèi)壁之間設(shè)有空隙，諧振介質(zhì)頂部端面設(shè)置為傾斜面21，傾斜面與介質(zhì)基板板面之間的夾角α等于5°。介質(zhì)基板1的背面設(shè)置有敷銅層一4，介質(zhì)基板背面的敷銅層一于介質(zhì)基板外緣區(qū)域設(shè)置為空缺環(huán)，介質(zhì)基板正面對(duì)應(yīng)背面的空缺環(huán)區(qū)域設(shè)置有敷銅層二5。實(shí)施例一中，敷銅層一的外輪廓及敷銅層二的內(nèi)圈輪廓均為圓形。實(shí)施例一中的天線各部件及部位的尺寸如表1：表1名稱參數(shù)值(mm)名稱參數(shù)值(mm)介質(zhì)基板半徑rd50饋電探針直徑rp1介質(zhì)基板厚度t1.2饋電探針長度L6諧振介質(zhì)外半徑r210敷銅層一外輪廓半徑rs30諧振介質(zhì)內(nèi)半徑r15敷銅層二內(nèi)圈半徑rs30諧振介質(zhì)高度H8敷銅層一、二厚度hc0.05參見圖4的實(shí)施例二的小型介質(zhì)諧振器天線，實(shí)施例二的小型介質(zhì)諧振器天線設(shè)置有傾斜面與敷銅層一，敷銅層一覆蓋整個(gè)介質(zhì)基板背面，敷銅層一的半徑尺寸與介質(zhì)基板半徑相同，實(shí)施例二未設(shè)置敷銅層二，其余部件結(jié)構(gòu)及尺寸與實(shí)施例一相同。參見圖5的對(duì)比例一的天線，對(duì)比例一的天線與現(xiàn)有的圓柱體介質(zhì)諧振器天線較接近，對(duì)比例一的天線未設(shè)置傾斜面，也未設(shè)置敷銅層二，其余部件結(jié)構(gòu)及尺寸與實(shí)施例二相同。對(duì)于實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一所提出的天線，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了仿真與計(jì)算，獲得了三種天線的各種參數(shù)與性能曲線圖如圖6～圖9。從圖6可以看出，對(duì)比例一的天線的工作頻段是8.75GHz-11.45GHz，相對(duì)帶寬為26.7％。實(shí)施例二的天線在對(duì)比例一的天線的基礎(chǔ)上對(duì)諧振介質(zhì)的頂部端面做了傾角為5°的切角(即傾斜面21)，工作頻段變?yōu)?.79GHz-11.55GHz，中心工作頻率稍向高頻偏移了0.07GHz，相對(duì)帶寬為27.1％，在對(duì)工作頻帶基本不影響的情況下，減小了天線的體積和重量。實(shí)施例一的天線在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上多了敷銅層二，且敷銅層一的尺寸有所減小，即相當(dāng)于對(duì)敷銅層一作了變形，將對(duì)應(yīng)空缺環(huán)的部位移至介質(zhì)基板正面，實(shí)施例一的工作頻帶為8.61GHz-11.77GHz，相對(duì)帶寬為31％，拓展了帶寬的同時(shí)改善了帶內(nèi)的匹配情況。從圖7可以看出，對(duì)比例一、實(shí)施例二與對(duì)實(shí)施一的天線在駐波比小于2時(shí)對(duì)應(yīng)的帶寬分別為8.69GHz-11.45GHz、8.73GHz-11.61GHz與8.54GHz-11.81GHz，相對(duì)帶寬分別是32.1％、28.3％與27.4％，在對(duì)諧振介質(zhì)做傾斜切割得到傾斜面21之后，從對(duì)比例一變化到實(shí)施例二的過程中，帶內(nèi)變得更加平坦，而實(shí)施例一在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上對(duì)敷銅層做了改變，拓展了駐波比帶寬。圖8顯示了實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一所示的三種天線結(jié)構(gòu)的輻射特性，圖8(a)為三種天線的直角坐標(biāo)系示意圖，圖8(b)為對(duì)比例一的天線在xoz平面內(nèi)的方向圖，圖8(c-1)為實(shí)施例二的天線在xoz平面內(nèi)的方向圖，圖8(c-2)為實(shí)施例二的天線在yoz平面內(nèi)的方向圖，圖8(d-1)為對(duì)比例一的天線在xoz平面內(nèi)的方向圖，圖8(d-2)為實(shí)施例一的天線在yoz平面內(nèi)的方向圖。從圖8(b)可以看出，對(duì)比例一的天線的輻射特性在三個(gè)頻點(diǎn)處都是均勻?qū)ΨQ的，最高增益分別是3.37dBi，5.09dBi，2.75dBi；從圖8(c-1)及圖8(c-2)可以看出，實(shí)施例二的天線由于傾斜面的存在，介質(zhì)稍微不均勻，在頻段低端和中段，輻射在較高的介質(zhì)位置處比較集中，而在頻段高端，輻射向介質(zhì)較低處位置偏移，但是總的來說，天線依然保持了全向的輻射特性，三個(gè)頻點(diǎn)處的最高增益分別是3.77dBi，5.18dBi，4.4dBi，相對(duì)于對(duì)比例一，實(shí)施例二的帶內(nèi)增益明顯得到了一定程度的提升；從圖8(d-1)及圖8(d-2)可以看出，實(shí)施例一的天線在三個(gè)頻點(diǎn)上的最高增益分別是4.06dBi，5.38dBi和5.73dBi，相比于實(shí)施例二的天線，其最高增益比實(shí)施例二分別高了0.29dB，0.2dB和1.33dB，天線的帶內(nèi)增益得到明顯的提升。從圖9可以看出，對(duì)比例一的天線在工作頻帶內(nèi)的增益為2.83dBi-5.09dBi，最高增益為5.09dBi，對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)為10.09GHz；實(shí)施例二的天線在工作頻帶內(nèi)的增益為3.77dBi-5.39dBi，最高增益是5.39dBi，對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)為10.9GHz；實(shí)施例一的天線在工作頻帶內(nèi)的增益為3.92dBi-6.52dBi，最高增益為6.52dBi，相應(yīng)的頻率點(diǎn)為11.2GHz，對(duì)比例一、實(shí)施例二、實(shí)施例一的增益呈依次增加的趨勢(shì)，實(shí)施例一與實(shí)施例二相對(duì)于以對(duì)比例一為代表的現(xiàn)有技術(shù)有較明顯的改進(jìn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3