基于槽馈电的全向宽带介质谐振器天线通用设计方法研究

Antenna is an important part of wireless communication system. With the continuous progress of the society, people put forward higher requirements for the wireless communication system, which also pushes forward the development of antenna technology. In general, wideband and high frequency are two important directions in the development of antenna technology. The dielectric resonator antenna (DRA) is more and more popular because of the lack of conductor loss at high frequency. In this project, we focus on the practical application system in the future, and study the two-layer cylindrical DRA with great application potential. This project is the first time to derive the engineering formula for the calculation of the size of the two-layer cylindrical DRA. These formulas are simple and easy to calculate, which can make the design process more humanized. In addition, the project intends to put forward the slot-fed structure to excite the omnidirectional wideband DRA, including linear-polarized and circular-polarized versions. Using this structure can avoid the medium hole, trench and parasitical unit for DRA design, and is conducive to the integration of antenna and microwave circuit.

天线是无线通信系统的重要组成部分。随着社会的不断进步，人们对无线通信系统提出了更高的要求，这也同时推动着天线技术向前发展。总体来说，宽频化和高频化是目前天线技术发展的两个重要方向。介质谐振器天线因不存在高频段导体损耗大的问题而受到越来越多的欢迎。本项目着眼于未来的实际应用系统，对具有巨大应用潜力的双层圆柱形介质谐振器天线展开深入研究，对其提出新的通用设计方法。本项目拟首次推导可计算全向双层圆柱形介质谐振器天线尺寸的工程公式。这些公式简单易算，可以使天线设计过程变得更加人性化。另外，本项目拟首次提出多槽馈电结构来激励全向宽带介质谐振器天线（包括线极化和圆极化版本），使用这种结构可以避免对介质钻孔，挖槽和加寄生单元，并且有利于天线与微波电路集成。

本项目总体按原计划执行。在完成原定“基于槽馈电的全向介质谐振器天线设计”和“实现宽带全向介质谐振器天线设计”目标的同时，还引申出部分相关扩展研究，包括宽双频介质谐振器天线设计和宽带差分馈电介质谐振器天线设计等。本项目的完成对介质谐振器天线的理论与技术的发展起到了积极的推动作用。具体地，提出了一种槽馈电的圆极化全向介质谐振器天线，所提出的介质谐振器天线无须打孔，加工简单，而且天线具有低剖面的特点；提出了一种带宽可控的宽带全向介质谐振器天线，并给出了带宽设计的工程计算公式，用户利用公式可以很方便地设计出满足带宽需求的天线；提出了一种宽双频矩形介质谐振器天线，给出了确定宽双频矩形介质谐振器天线尺寸的工程公式，公式可以帮助设计者根据需求快速确定介质谐振器天线的尺寸，而且所提出的宽双频玻璃介质谐振器天线还有充当装饰品的作用；提出了一种利用高阶模式来设计的宽带差分空心矩形介质谐振器天线，所提出的天线差分带宽超过44%。上述研究均通过实验验证。.项目申请人在项目执行期内共发表学术论文9篇（包括SCI期刊论文6篇，EI会议论文3篇); 其中以第一作者发表SCI期刊论文5篇（总影响因子为18.24）; 申请中国发明专利2个；课题组成员参加国际会议3次；培养硕士研究生4人。总的来说，研究工作圆满完成既定目标。