一种高谐振频率的介质谐振器天线及通信设备的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种高谐振频率的介质谐振器天线及通信设备。


背景技术：

2.根据3gpp ts38.101-2的5g终端射频技术规范和tr38.817终端射频技术报告可知，5gmmwave频段有n257(26.5-29.5ghz)、n258(24.25-27.25ghz)n260(37-40ghz)、n261(27.5-28.35ghz)以及新增的n259(39.5-43ghz)数个频段，需要设计宽带或者双频天线来覆盖这些频段；而5g的主要应用场景对应有不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20gbps，最低用户体验速率为100mbps，毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5g超高数据传输速率的主要手段，故需要设计毫米波天线模组，其中，为了使天线覆盖的频段符合5g的通信需求，常常会设计双频天线模组，实现一个天线工作覆盖不同的频段。
3.但现有的双频天线在高次模的谐振频率较低，无法同时满足5g频段中高次模中高频率和基模的通信需求。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种高谐振频率的介质谐振器天线及通信设备，提高天线在高次模的谐振频率。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种高谐振频率的介质谐振器天线，包括介质谐振器、介质层及馈电线路；
7.所述介质谐振器为切角后的长方体，所述介质谐振器未切角的一侧设置于所述介质层上；
8.所述介质层远离所述介质谐振器的一侧连接所述馈电线路。
9.进一步地，所述介质谐振器的切角包括两个；
10.并且两个所述切角关于其未切角的一侧的对角线对称。
11.进一步地，所述介质谐振器的切角为直角三棱锥，其两两垂直的三条棱边分别小于所述长方体的长、宽及高。
12.进一步地，所述介质谐振器的切角为直三棱柱，所述直三棱柱的两个底面为直角三角形，且所述直三棱柱的高小于所述长方体的高，所述直角三角形互相垂直的两条边分别小于所述长方体的长和宽。
13.进一步地，还包括天线地，所述天线地设置在所述介质谐振器及所述介质层之间。
14.进一步地，所述天线地上设置有与所述介质谐振器位置对应的馈电缝隙。
15.进一步地，所述馈电缝隙为十字型，所述十字型的中心与所述介质谐振器的中心对应。
16.进一步地，所述馈电线路为微带线；
17.所述微带线设置在所述介质层远离所述介质谐振器的一侧；
18.所述微带线的一侧与所述介质层的一侧边重合，且所述微带线的另一侧在所述天线地上的投影覆盖所述馈电缝隙的中心。
19.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的另一种技术方案为：
20.一种通信设备，包括上述的一种高谐振频率的介质谐振器天线。
21.本实用新型的有益效果在于：将长方体切角后作为介质谐振器，并将介质谐振器设置在介质层的一侧上，介质层的另一侧连接馈电线路激励介质谐振器进行谐振，切角部分的空气与介质谐振器共同等效为一个长方体，因空气的介质常数较低，则降低了等效长方体的介质常数平均值，从而使得高次模的谐振频率往高频率方向移动，同时介质谐振器本身的介电常数不变，不影响基模的频率，通过切角使得同一个介质谐振器在谐振过程中等效于两种不同介质常数的介质谐振器，在不影响基模谐振频率的情况下使得高次模的谐振频率提高。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例的一种三棱锥切角的介质谐振器天线的主视图；
23.图2为本实用新型实施例的一种三棱锥切角的介质谐振器天线的俯视图
24.图3为本实用新型实施例的一种三棱柱切角的介质谐振器天线的主视图；
25.图4为本实用新型实施例的一种介质层及天线地示意图；
26.图5为本实用新型实施例的一种馈电线路示意图；
27.图6为本实用新型实施例的一种te111模式下三棱锥切角的介质谐振器天线的zox面磁场示意图；
28.图7为本实用新型实施例的一种te113模式下三棱锥切角的介质谐振器天线的zox面磁场示意图；
29.图8为本使用新型实施例的一种三棱锥切角的介质谐振器天线的等效示意图；
30.图9为本实用新型实施例的一种三棱锥切角的介质谐振器天线与其等效的长方体介质谐振器的s参数比较示意图；
31.图10为本使用新型的一种三棱锥切角的介质谐振器天线与切角前的介质谐振器天线的s参数比较示意图；
32.图11为本实用新型实施例的一种切角前的长方体介质谐振器天线；
33.标号说明：
34.1、介质谐振器；11/12、切角；2、介质层；3、天线地；31、馈电缝隙；4、微带线。
具体实施方式
35.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
36.请参照图1，一种高谐振频率的介质谐振器天线，包括介质谐振器、介质层及馈电线路；
37.所述介质谐振器为切角后的长方体，所述介质谐振器未切角的一侧设置于所述介质层上；
38.所述介质层远离所述介质谐振器的一侧连接所述馈电线路。
39.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：将长方体切角后作为介质谐振器，并设置在介质层的一侧上，介质层的另一侧连接馈电线路激励介质谐振器进行谐振，切角部分的空气与介质谐振器共同等效为一个长方体，因空气的介质常数较低，则降低了等效长方体的介质常数平均值，从而使得高次模的谐振频率往高频率方向移动，同时介质谐振器本身的介电常数不变，不影响基模的频率，通过切角使得同一个介质谐振器在谐振过程中等效于两种不同介质常数的介质谐振器，在不影响基模谐振频率的情况下使得高次模的谐振频率提高。
40.进一步地，所述介质谐振器的切角包括两个；
41.并且两个所述切角关于其未切角的一侧的对角线对称。
42.由上述描述可知，设置两个关于未切角的一侧的对角线对称的切角，使得介质谐振器本体保持对称结构，在谐振的过程中保证基模的谐振频率不被影响，且对称切角更容易引入空气作为共同的谐振介质，实现提高高次模谐振频率的效果。
43.进一步地，所述介质谐振器的切角为直角三棱锥，其两两垂直的三条棱边分别小于所述长方体的长、宽及高。
44.进一步地，所述介质谐振器的切角为直三棱柱，所述直三棱柱的两个底面为直角三角形，且所述直三棱柱的高小于所述长方体的高，所述直角三角形互相垂直的两条边分别小于所述长方体的长和宽。
45.由上述描述可知，若切角为直角三棱锥，则控制其两两垂直的三条棱边分别小于长方体的长、宽及高；若切角为底面是直角三角形的直三棱柱，则控制其的高小于长方体的高，其直角三角形的两条直角边分别小于长方体的长和宽；保证了切角后的长方体在与空气等效的长方体介质谐振器的长宽高与切角前的长方体相同。
46.进一步地，还包括天线地，所述天线地设置在所述介质谐振器及所述介质层之间。
47.由上述描述可知，设置天线地形成谐振腔，激励介质谐振器进行谐振，实现天线对外辐射。
48.进一步地，所述天线地上设置有与所述介质谐振器位置对应的馈电缝隙。
49.由上述描述可知，在天线地上设置馈电缝隙，能够与介质层上的馈电线路耦合馈电，实现激励介质谐振器谐振。
50.进一步地，所述馈电缝隙为十字型，所述十字型的中心与所述介质谐振器的中心对应。
51.由上述描述可知，十字型的馈电缝隙，可根据实际场景改变十字型各方向延升的长度，从而实现天线的阻抗匹配。
52.进一步地，所述馈电线路为微带线；
53.所述微带线设置在所述介质层远离所述介质谐振器的一侧；
54.所述微带线的一侧与所述介质层的一侧边重合，且所述微带线的另一侧在所述天线地上的投影覆盖所述馈电缝隙的中心。
55.由上述描述可知，设置微带线作为馈电线路，其一侧与介质层的一侧边重合，方便与外部馈电连接，另一侧覆盖馈电缝隙的中心，实现与馈电缝隙的耦合。
56.一种通信设备，括上述的一种高谐振频率的介质谐振器天线。
40ghz)及n261(27.5-28.35ghz)是一种宽带双频dra。
74.综上所述，本实用新型提供的一种高谐振频率的介质谐振器天线及通信设备，设置切角后的长方体作为介质谐振器，设置于天线地板上，天线地板设置在介质层上，介质层的另一侧与微带线连接，并通过天线地板上设置的缝隙实现耦合馈电，激励介质谐振器进行谐振，谐振时，介质谐振器切角部分的空气与介质谐振器本体等效为一个介质谐振器，因空气的介电常数低于介质谐振器本体的介电常数，故其等效的介质谐振器的介电常数会降低，使得高次模上移，得到更高的谐振频率，而介质谐振器本体作为一个介质谐振器，其介电常数并未实质改变，故谐振所产生的基模不变，实现了高次模谐振频率的提高，从而实现宽带天线。
75.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。