简述介质谐振天线的优点

介质谐振天线（DRA）是由介质谐振器形成的天线，由传输射频信号的导体馈电。介质谐振器天线在无线通信、雷达、卫星通信等领域具有广泛的应用。介质谐振天线通过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。

与传统的金属天线相比，介质谐振天线的优点有：

1）具有较高的介电常数，可以实现天线的小型化

由于介质谐振天线的大小与谐振频率的自由空间波长除以所用电介质材料的有效相对介电常数（介电常数）的平方根成正比，因此对于毫米波应用来说，介质谐振天线可能比类似的单极天线、偶极天线和贴片天线更小。这可能有助于极紧凑型天线的设计，因为典型的金属天线与自由空间波长成正比，而介质谐振天线可以设计成更小的尺寸。

2）具有较高的辐射效率，设计灵活，且易于被激励，满足多种无线通信的需求

如果使用低损耗电介质材料，由于传导损耗随频率增加，介质谐振天线在毫米波频谱中的辐射效率可能比传统金属天线高得多。介质谐振天线在阻抗带宽、尺寸和材料选择方面还拥有更广泛的设计自由。介质谐振天线也可以通过各种激励器来设计完成，而且其设计可通过选择不同的激励器予以优化。此外，介质谐振天线增益、带宽和极化都可以通过各种设计技术作为设计变量进行控制。

介质谐振天线实际上可以设计为在所需频率下共振的任何形状，且每个形状综合考虑到了各种性能因素和设计/制造复杂性。介质谐振天线也可以被设计成用于增益增强的阵列、或者波束成形样式的天线，甚至可以加入用来实现光束偏转的有源元件。附加的电介质透镜可以与介质谐振天线结合使用，以进一步增强增益/方向性或天线方向图特性。

3）介质谐振器天线使用陶瓷材料，具有较高的介电常数和较低损耗

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。而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。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。介质谐振天线可能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。