王蕾蕾，安合志，李 萍，张文辉

(1.武警工程大学研究生大队，陕西西安 710086;2.武警工程大学通信工程系，陕西西安 710086)

早在20世纪30年代末，美国斯坦福大学学者R.D.Richtmyer从理论上证明了:未金属化的高介电常数和低损耗的介质可作为微波电磁谐振器，称之为介质谐振器(Dielectric Resonator，DR)。仅限于当时的工艺和技术水平，未研制出微波损耗较小的高介电常数的介质材料。直到1983年，S.A.Long等人的研究成果才表明，在选择适当形状、介电常数以及馈电方式的情况下，介质谐振器也可作为天线使用［1］。由于其不存在导体和表面波损耗且辐射效率高，近年来在无线通信领域显示出潜在应用价值。

1 圆柱形介质谐振器

圆柱形介质谐振器通常采用损耗低、频率温度系数小、介质常数高的陶瓷材料，且其工作主要在微波频段。为分析其频率特性，首先孤立介质谐振器，默认边界条件为z=0的平面上，Er=0，Eφ=0。

假设圆柱表面为理想磁壁，则沿z轴方向的TE和TM的方程可以写成［2］

式中，c是真空中光速;Jn是第一类贝塞尔函数。

Jn(Xnp)=0，J'n(X'np)=0，n=1，2，3，…;m=1，2，3，…;p=1，2，3，…，

主模就是频率最低的模式，即m=0，n=1，p=1，X'11=1.841其频率计算公式为

计算主模等效磁面电流，主模的波方程为

由于馈电位置在φ=0°的面，所以上式中没有正弦。切线电场由下式决定

顶面和底面电流为

在实际应用中，天线通常工作于TM110模，其谐振频率公式为［3－4］

2 谐振器各参数对天线性能仿真分析

文中天线的基本结构如图1所示。介质基板尺寸为L×W，上层厚度为b;下层厚度为上层的1/2;相对介电常数为εr;沿天线横轴与纵轴方向在基板上层加载对称U型槽，圆柱形介质谐振器垂直置于槽上，并采用微带—槽耦合馈电机制。……