小型全向介质谐振器天线的制作方法

本实用新型涉及天线领域，特别的，涉及一种小型全向介质谐振器天线。
背景技术：
：现有的介质谐振器天线主要包括定向辐射介质谐振器天线和全向辐射介质谐振器天线，随着无线、探测、传输、控制等领域的不断发展，对全向天线的体积与增益的要求越来越高，目前的小型化全向天线，常见的形式螺旋天线、单或者偶极子天线、环天线、微带天线等，体积大，能耗大，介质损耗高，所以通常天线的效率受到限制，单个天线如果不组阵增益不高，而现有的小型全向介质谐振器天线通常有两种结构形式，一种是通过介质的组合，但结构复杂，加工起来需要多个步骤才能完成；另一种是通过将辐射单元组成阵列，结构繁杂，体积也较大，加工制作不方便。技术实现要素：本实用新型目的在于提供一种小型全向介质谐振器天线，以解决
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供了一种小型全向介质谐振器天线，包括圆形的介质基板1、设置于介质基板正面中央的筒形结构的谐振介质2以及设置于谐振介质内筒中的馈电探针3，所述馈电探针与谐振介质内壁之间设有空隙，所述谐振介质顶部端面设置为倾斜面21，所述倾斜面与介质基板板面之间的夹角大于或等于3°且小于或等于8°，所述介质基板的背面设置有敷铜层一4。优选的，所述介质基板背面的敷铜层一覆盖整个介质基板背面。或者，所述介质基板背面的敷铜层一于介质基板外缘区域设置为空缺环，介质基板正面对应背面的空缺环区域设置有敷铜层二5。进一步的，所述敷铜层一的外轮廓及敷铜层二的内圈轮廓为圆形、正方形、正三角形、五边以上的正多边形或其他呈中心对称结构的形状。所述谐振介质的材质为陶瓷，所述介质基板采用FR-4环氧树脂板。所述介质基板的半径等于40～60mm，所述敷铜层一的外轮廓为圆形，所述敷铜层一的外轮廓半径及敷铜层二的内圈半径均等于20～35mm。优选的，所述介质基板的半径等于50mm；所述敷铜层一的外轮廓半径及敷铜层二的内圈半径均等于30mm。优选的，所述馈电探针与谐振介质内壁之间的空隙等于4～7mm；所述谐振介质的最高位置处的高度H等于6～12mm；所述谐振介质的外径等于18～22mm，谐振介质的内径等于8～12mm；所述馈电探针的长度L等于5.5～7mm；所述馈电探针的半径等于0.45～0.6mm。优选的，所述馈电探针与谐振介质内壁之间的空隙等于4.5mm；所述谐振介质的最高位置处的高度H等于8mm；所述谐振介质的外径等于20mm，内径等于10mm；所述馈电探针的长度L等于6mm；所述馈电探针的半径等于0.5mm。有益效果：本实用新型通过对圆柱形结构的谐振介质削设大于或等于3°且小于或等于8°的倾斜面，在保证天线的全向辐射性能的同时，减小天线体积，扩展了天线的应用范围，且对天线的工作频段基本不影响，本实用新型在介质基板的背面与正面分别覆设有敷铜层一与敷铜层二，可提高天线的增益，提高天线的带宽。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：图1是本实用新型优选实施例一的天线立体结构图；图2是本实用新型优选实施例一的天线俯视图；图3是本实用新型优选实施例一的天线侧视图；图4是本实用新型优选实施例二的天线立体结构图；图5是本实用新型具体实施方式中对比例一的天线立体结构图；图6是本实用新型实施例一、实施例二与对比例一的天线的S参数曲线图；图7是本实用新型实施例一、实施例二与对比例一的天线的电压驻波比曲线图；图8是实施例一、实施例二与对比例一的天线辐射方向图；图9是本实用新型对实施例一、实施例二与对比例一的天线在频带内的增益曲线图。图中：1-介质基板，2-谐振介质，21-倾斜面，3-馈电探针，4-敷铜层一，5-敷铜层二。具体实施方式以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1～图3的实施例一的小型全向介质谐振器天线，包括圆形的介质基板1、垂直设置于介质基板正面中心位置的筒形结构的谐振介质2以及同轴设置于谐振介质内筒中的馈电探针3，馈电探针3与谐振介质2内壁之间设有空隙，谐振介质顶部端面设置为倾斜面21，倾斜面与介质基板板面之间的夹角α等于5°。介质基板1的背面设置有敷铜层一4，介质基板背面的敷铜层一于介质基板外缘区域设置为空缺环，介质基板正面对应背面的空缺环区域设置有敷铜层二5。实施例一中，敷铜层一的外轮廓及敷铜层二的内圈轮廓均为圆形。实施例一中的天线各部件及部位的尺寸如表1：表1名称参数值(mm)名称参数值(mm)介质基板半径rd50馈电探针直径rp1介质基板厚度t1.2馈电探针长度L6谐振介质外半径r210敷铜层一外轮廓半径rs30谐振介质内半径r15敷铜层二内圈半径rs30谐振介质高度H8敷铜层一、二厚度hc0.05参见图4的实施例二的小型介质谐振器天线，实施例二的小型介质谐振器天线设置有倾斜面与敷铜层一，敷铜层一覆盖整个介质基板背面，敷铜层一的半径尺寸与介质基板半径相同，实施例二未设置敷铜层二，其余部件结构及尺寸与实施例一相同。参见图5的对比例一的天线，对比例一的天线与现有的圆柱体介质谐振器天线较接近，对比例一的天线未设置倾斜面，也未设置敷铜层二，其余部件结构及尺寸与实施例二相同。对于实施例一、实施例二与对比例一所提出的天线，本申请的发明人进行了仿真与计算，获得了三种天线的各种参数与性能曲线图如图6～图9。从图6可以看出，对比例一的天线的工作频段是8.75GHz-11.45GHz，相对带宽为26.7％。实施例二的天线在对比例一的天线的基础上对谐振介质的顶部端面做了倾角为5°的切角(即倾斜面21)，工作频段变为8.79GHz-11.55GHz，中心工作频率稍向高频偏移了0.07GHz，相对带宽为27.1％，在对工作频带基本不影响的情况下，减小了天线的体积和重量。实施例一的天线在实施例二的基础上多了敷铜层二，且敷铜层一的尺寸有所减小，即相当于对敷铜层一作了变形，将对应空缺环的部位移至介质基板正面，实施例一的工作频带为8.61GHz-11.77GHz，相对带宽为31％，拓展了带宽的同时改善了带内的匹配情况。从图7可以看出，对比例一、实施例二与对实施一的天线在驻波比小于2时对应的带宽分别为8.69GHz-11.45GHz、8.73GHz-11.61GHz与8.54GHz-11.81GHz，相对带宽分别是32.1％、28.3％与27.4％，在对谐振介质做倾斜切割得到倾斜面21之后，从对比例一变化到实施例二的过程中，带内变得更加平坦，而实施例一在实施例二的基础上对敷铜层做了改变，拓展了驻波比带宽。图8显示了实施例一、实施例二与对比例一所示的三种天线结构的辐射特性，图8(a)为三种天线的直角坐标系示意图，图8(b)为对比例一的天线在xoz平面内的方向图，图8(c-1)为实施例二的天线在xoz平面内的方向图，图8(c-2)为实施例二的天线在yoz平面内的方向图，图8(d-1)为对比例一的天线在xoz平面内的方向图，图8(d-2)为实施例一的天线在yoz平面内的方向图。从图8(b)可以看出，对比例一的天线的辐射特性在三个频点处都是均匀对称的，最高增益分别是3.37dBi，5.09dBi，2.75dBi；从图8(c-1)及图8(c-2)可以看出，实施例二的天线由于倾斜面的存在，介质稍微不均匀，在频段低端和中段，辐射在较高的介质位置处比较集中，而在频段高端，辐射向介质较低处位置偏移，但是总的来说，天线依然保持了全向的辐射特性，三个频点处的最高增益分别是3.77dBi，5.18dBi，4.4dBi，相对于对比例一，实施例二的带内增益明显得到了一定程度的提升；从图8(d-1)及图8(d-2)可以看出，实施例一的天线在三个频点上的最高增益分别是4.06dBi，5.38dBi和5.73dBi，相比于实施例二的天线，其最高增益比实施例二分别高了0.29dB，0.2dB和1.33dB，天线的带内增益得到明显的提升。从图9可以看出，对比例一的天线在工作频带内的增益为2.83dBi-5.09dBi，最高增益为5.09dBi，对应频点为10.09GHz；实施例二的天线在工作频带内的增益为3.77dBi-5.39dBi，最高增益是5.39dBi，对应频点为10.9GHz；实施例一的天线在工作频带内的增益为3.92dBi-6.52dBi，最高增益为6.52dBi，相应的频率点为11.2GHz，对比例一、实施例二、实施例一的增益呈依次增加的趋势，实施例一与实施例二相对于以对比例一为代表的现有技术有较明显的改进。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3