一种宽频带宽波束的介质谐振天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于宽频带宽波束天线技术领域，更具体的说涉及一种宽频带宽波束介质谐振天线。
【背景技术】
[0002]随着无线电信息技术的发展，宽波束天线在无线通信系统中起着越来越重要的作用。尤其是在有源阵列天线、智能传输系统、侦察系统和安防系统中，宽波束天线有着广泛应用。
[0003]传统宽波束天线常采用金属单极子加反射板，或者采用金属微带天线加背腔实现，其缺点是频带较窄。现代无线电通信系统中，尤其是某些侦查设备中，往往需要满足一定频带宽度的宽波束天线来满足特定侦察需求。因而可以采用介电常数较低的介质谐振天线代替传统金属天线来实现这一特性。
[0004]介质谐振天线是由介质谐振器演变而来的，而介质谐振器作为储能器件，常被用作滤波器或振荡器。1939年，斯坦福大学的R.D.Richmyer证明了介质谐振器除了可以存储能量外，还可向外辐射能量。而这个想法由于当时的介质材料和工艺的限制，未被广大学者接受。1967年，Tisi和Sager首次研究将DR用作小天线设计。1975年V.Bladel采用理论推导得出了介质谐振器外部辐射场及内部谐振场性质。之后，其研究团队又得出关于柱形圆环介质谐振器的Q值、基模的谐振频率、场形分布等研究结果。1983年，Long S.A.教授的研究团队首次系统地提出了DRA(Dielectric Resonator Antenna，介质谐振天线)概念，并分别对圆柱形、矩形和半球形DRA做了详细的研究及报导。从此之后介质谐振天线得到越来越多学者的关注和深入研究。
[0005]由于介质谐振天线采用非金属材料的介质加工而成，而介质的介电常数种类较多，因而设计灵活。此外，采用较低的介电常数可以扩展介质谐振天线带宽。加之介质谐振天线的几何外形多样，可以设计组合成各种形状，是一种实用的小型化天线。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提出一种具有宽频带、宽波束的介质谐振天线，该介质谐振天线具有频带宽，且较宽波束范围内增益平坦的优点。
[0007]本发明的技术方案是:一种介质谐振天线，除天线馈线4外，其特征在于，还包括一个金属的反射板I，一个介质圆柱体2，一个金属的立体地板3。其中反射板I采用二面角结构，二面角的棱与介质圆柱体2的中轴线所在平面将二面角平分。立体地板3为L型结构，包括垂直面31和平行面32，其中垂直面31与介质圆柱体2的中轴线平行;平行面32与介质圆柱体2的中轴线垂直，并且介质圆柱体2放置在平行面32上，平行面32与反射板I无缝相接，垂直面31和介质圆柱体2位于平行面32的两侧。天线馈线4采用同轴线馈电方式，同轴线的内导体插入介质圆柱体2，同轴线外导体与立体地板3电连接。
[0008]本发明的有益效果为:
[0009]本天线利用二面角结构的金属反射板和L形立体地板使介质圆柱体的辐射能量集中于一个较宽的区域，实现了宽波束辐射，且有效波束范围内辐射增益平坦稳定，结构简单，容易加工组装。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的立体结构示意图；
[0011]图2是本发明的俯视结构示意图；
[0012]图3是本发明的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0014]如图所示，本发明提供的介质谐振天线包括一个金属的反射板I，一个介质圆柱体2，一个金属的立体地板3，天线馈线4。其中反射板I采用导电金属，二面角结构，二面角张角根据实际要求确定，通常在30°至45°，介质圆柱体2相对介电常数也要根据实际要求确定，介电常数通常在9到10之间，其尺寸大小随工作频率变化而变化。二面角的棱与介质圆柱体2的中轴线所在平面将二面角平分。立体地板3为L型结构，通常可采用铝板，厚度2至6毫米；其中垂直面31与介质圆柱体2的中轴线和二面角的棱所确定的平面垂直;平行面32与介质圆柱体2的中轴线垂直，并且介质圆柱体2放置在平行面32上，平行面32与反射板I无缝相接，通常加工时，为制作方便，平行面32与反射板I为一体结构或焊接在一起。垂直面31和介质圆柱体2位于平行面32的两侧。天线馈线4采用同轴线馈电方式，同轴线的内导体插入介质圆柱体2，同轴线外导体与立体地板3电连接，使用时与其它设备相连接。为制作方便，通常在介质圆柱体2的中轴开设有通孔，将同轴线的内导体插入介质圆柱体2的通孔即可。在实际应用中，根据使用要求确定反射板1、立体地板3的垂直面和介质圆柱体2的高度。
[0015]采用上述参数设计并经过经测试，本发明提供的天线在水平角度150°范围内增益起伏均小于3dB。
【主权项】
1.一种介质谐振天线，除天线馈线(4)外，其特征在于，还包括一个金属的反射板(I)，一个介质圆柱体(2)，一个金属的立体地板(3);其中反射板(I)采用二面角结构，二面角的棱与介质圆柱体(2)的中轴线所在平面将二面角平分;立体地板(3)为L型结构，包括垂直面(31)和平行面(32)，其中垂直面(31)与介质圆柱体(2)的中轴线和反射板(I)的棱所确定的平面垂直;平行面(32)与介质圆柱体(2)的中轴线垂直，并且介质圆柱体(2)放置在平行面(32)上，平行面(32)与反射板(I)无缝相接，垂直面(31)和介质圆柱体(2)位于平行面(32)的两侧;天线馈线(4)采用同轴线馈电方式，同轴线的内导体插入介质圆柱体(2)，同轴线外导体与立体地板(3)电连接。
【专利摘要】本发明提供一种具有宽频带、宽波束的介质谐振天线。技术方案是：介质谐振天线包括天线馈线，一个金属的反射板，一个介质圆柱体，一个金属的立体地板。其中反射板采用二面角结构，二面角的棱与介质圆柱体的中轴线所在平面将二面角平分。立体地板为L型结构，包括垂直面和平行面，介质圆柱体放置在平行面上，平行面与反射板无缝相接，垂直面和介质圆柱体位于平行面的两侧。天线馈线的内导体插入介质圆柱体，外导体与立体地板电连接。本介质谐振天线具有频带宽，且较宽波束范围内增益平坦的优点。
【IPC分类】H01Q19/10
【公开号】CN105609968
【申请号】CN201511030521
【发明人】何艳, 杨虎, 陈国强, 康厚强, 林沂, 王禾
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日