文献综述
国内外研究现状
介质谐振器天线最早被的研究是在二十世纪八十年代早期，Long等[1]-[4]人分析了三种形状的介质谐振器的特性，有圆柱形、矩形和半球形，并认为它可以制作出一种新型结构的天线。随着谐振器的谐振模式和辐射方向图以及激励方式的进一步研究更加验证了这种想法。Birand和Gelsthorpe发现并设计了首个个介质谐振器天线线阵，Haneishi和Takazawa设计了第一个介质谐振器面阵。
密西西比大学电子工程系的Kishk、Glisson和Junker教授，与香港城市大学的Luk和Leung教授做出了巨大的贡献[5]-[8]。介质谐振器天线馈电方式多种多样，现有的研究报道中常用的馈电结构有同轴探针馈电、微带线-槽耦合馈电、微带线直接馈电、共面波导馈电、金属波导、基片集成波导等各种类型和结构的传输线形式[9],[10]。介质谐振器结构首次被提出是在1939年，美国斯坦福大学的R.D.Richtmyer教授在理论基础上提出了用一种没有金属化、介电常数高的介质材料来设计谐振器。由于当时制造工艺水平低下，没有办法造出损耗低同时介电常数足够高的介质材料，使得介质谐振器无法飞速的发展。二十多年后，A.Okaya和L.F.Barash通过实验研究，发现了介质谐振现象。介质谐振器的波模分析和腔体设计便是基于此次研究[11]。二十世纪七十年代，世界上首个温度稳定同时损耗低的介质材料钡-钛陶瓷被Raytheon教授发现[12],[13]。这种材料损耗较小且对温度很难对它造成影响，它的出现导致了介质谐振器的飞速发展。在此之后，微波元件广泛使用了各种性能良好的介质材料制作的谐振器。二十世纪九十年代，单个介质谐振天线的馈电方式被人们广泛的研究，运用各种数值分析方法估算它的输入阻抗和品质因数即Q值[14]。到了九十年代后期，人们开始潜心研究介质谐振器天线。随着时代的发展，人们的研究重点趋向于小型化、宽频带、双极化、圆极化、低剖面的介质谐振天线。
课题的研究意义
随着微波技术的快速发展 ,对于天线的小型化、宽频带、低损耗等性能有了更高的要求。虽然低轮廓、质量轻等优点各种各样的微带天线,已经得到了深入的研究和广泛的应用 ,但金属天线的导体损耗随着频率的升高变得越来越严重，严重影响到天线的辐射效率，而介质谐振器天线，它不存在导体损耗和表面波损耗，在高频段辐射效率极高，超过95%，因此受到了国内外广泛的关注和研究。
与微带天线相比，介质谐振器天线具有更宽的阻抗带宽，因为微带天线主要通过两个窄缝隙辐射，但是介质谐振器天线可以通过除了与地接触的面之外的整个谐振器表面辐射，所以具有更高的阻抗带宽。而且微带天线存在着在高频段金属欧姆损耗高，低频段天线的尺寸大，难以小型化的问题。同时介质谐振器天线由于它自身的特性不存在表面波损耗和导体损耗，本身的介质损耗又小，尺寸更为灵活, 常用的形状有矩形、圆柱形、球形、环形、各类中空的形状等[5],[6]基于以上的优点，介质谐振器天线已经广泛的应用到各种电子系统中，并在微波、卫星通讯方面具有广泛的应用前景。而基片集成波导是一种近似封闭的结构，它的电磁损耗远远小于微带线和共面波导，抗干扰能力极强，同时功率容量也很高，在高频段替换金属波导，实现了对介质谐振器天线的低损耗馈电[15]-[19]。
综上所述，本文研究的基于基片集成波导的差分介质谐振器天线具有重要的实践意义。
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