
随着信息技术的快速发展,射频天线是重要的传输工具,主要用于接收和发射空间中的电磁波,电磁波和高频电流进行高效转换。天线有全向天线、定向天线等多种类型。今天我们一起来认识一下介质谐振天线。
一、原理及分类
介质谐振天线(DRA)是一种特殊的谐振式天线,主要由低损耗的微波介质材料构成。介质谐振天线通过这种方式,将导体传输的非导波转换为导波,然后从介质结构发射。当介质谐振天线通过电介质发射信号时,如果设计和制造得当,就不会有导体损耗,且辐射效率非常高。
与金属天线相比,介质谐振天线(DRA)辐射面大,没有导体损耗,自身的介质损耗比较低,具有辐射效率高、尺寸小、重量轻、易于被激励、能承受的功率容量大,以及设计自由度高等优势。
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根据介质谐振器的形状和馈电方式的不同,介质谐振器天线可以分为多种类型,如圆柱形介质谐振器天线、盘形介质谐振器天线、球形介质谐振器天线等。根据馈电方式的不同,将介质谐振器天线分为同轴馈电、微带馈电、缝隙馈电等形式。
二、应用
介质谐振天线通常是使用具有高介电常数和相对低损耗角正切的机械加工陶瓷材料制造的。最近介质谐振天线已开始使用介电常数低得多的聚合物材料制造,得益于聚合物材料的优势,天线更容易制造成复杂的形状以获得各种性能特征,例如具有高阻抗带宽的超形状介质谐振天线和分形介质谐振天线。
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介质谐振天线也可以使用PCB或低温共烧陶瓷(LTCC)结构等陶瓷技术开发。此外,人们甚至努力将介质谐振天线集成到半导体管芯上,但是片上介质谐振天线的局限性和尺寸限制往往会导致阻抗带宽和增益减小。但片上介质谐振天线也可以在几十到几百千兆赫的更高频率下工作。介质谐振天线有助于实现未来的毫米波通信和雷达技术,如毫米波5G和汽车雷达。