基于液晶可控的陷波天线制造技术

技术编号:15622517 阅读:970 留言:0更新日期:2017-06-14 05:13
本发明专利技术公开了一种基于液晶可控的陷波天线,主要解决现有天线抗干扰能力低的问题。其包括上层天线辐射片(15)、下层天线辐射片(16)和天线介质板(17)。上层天线辐射片的底部两边印制有对称的两个左、右阶梯阻抗谐振器金属微带线(13,14),这两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的结构相同,且处于同一平面;天线介质板的底端设有两个对称的左、右液晶介质块(11,12),这两个液晶介质块的厚度均为1mm‑3mm,介电常数均为1.3‑4.3。本发明专利技术通过控制液晶介质块上的电压改变液晶介电常数,使天线能在4.05‑5.55GHz频段内的陷波可调,提高了天线的抗干扰能力,可用于无线移动通信系统中无线信号的发射。

【技术实现步骤摘要】
基于液晶可控的陷波天线
本专利技术属于天线
,特别涉及一种陷波天线,可用于无线移动通信系统中无线信号的发射。
技术介绍
天线作为无线通信系统中重要的前端器件,可以辐射或者接收射频信号。然而天线亦会接收无用或有害信号,从而对无线通信造成干扰。随着无线通信的发展,对天线要求更高,特别是要求天线智能化,即实现对频带的连续可调。为了消除无用或有害信号对通信系统的干扰,通常在天线的馈电网络加入带阻滤波器来过滤这些信号,这不仅增加了系统的复杂度,也对天线的辐射性能造成了干扰。例如Jong-HoonLee和NobutakaKidera在国外期刊上发表的文章“FullyIntegratedPassiveFront-EndSolutionsforaV-bandLTCCWirelessSystem”中设计了一个带通滤波器并将其连接在四元天线阵上,实现了滤波特性,然而造成了系统的复杂度。还有一种方法就是引入陷波结构,在所需要消除的频段形成陷波,从而达到滤波的目的。在天线结构中引入寄生枝节是一种很有效的陷波结构,如Chia-ChingLin和PengJin在国外期刊上提出的“Single,DualandTri-Band-NotchedUltrawideband(UWB)AntennasUsingCapacitivelyLoadedLoop(CLL)Resonators”中在宽带天线旁边添加了陷波开口环,形成了可调节的三陷波天线,然而可调是通过改变开口环的物理结构来实现的,在实际应用中难以实现。这些不利因素将会极大影响到无线通信乃至国防工业的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷,提出一种基于液晶可控的陷波天线,以便于在实际应用中实现,满足无线通信对多频控制的要求。本专利技术的技术方案是这样实现的:一、技术原理液晶作为一种崭新的材料,具有易弯折、损耗低,以及介电常数随偏置电压改变的特点,已经在电磁领域获得了极大地青睐。在国际上已经有很多学者们把液晶与天线结合在一起,做出了极为显著地成绩。如SayginBildik和SabineDieter投递到国外期刊上的名为“ReconfigurableFoldedReflectarrayAntennaBasedUponLiquidCrystalTechnology”的文章中提出了一种基于液晶的反射阵天线,通过调节液晶达到了天线波束可调的效果。基于液晶介电常数可控的特点,不需要改变物理结构,易实现,本专利技术将其引用到陷波天线中,将两个液晶介质块分别放置在两个阶梯阻抗谐振器金属微带线下方来设计液晶可控的陷波天线,通过调节加载在液晶介质块上下两面的电压来控制液晶的介电常数,从而调节两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的谐振频率,以达到陷波可调。二、天线结构根据上述思路,本专利技术基于液晶可控的陷波天线,包括上层天线辐射片15、下层天线辐射片16、天线介质板17和馈电端口18,其特征在于:上层天线辐射片15的底部两边印制有两个对称的左阶梯阻抗谐振器金属微带线13和右阶梯阻抗谐振器金属微带线14,这两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的结构相同,且处于同一平面;天线介质板17的底端设有两个对称的左液晶介质块11和右液晶介质块12,这两个液晶介质块的厚度均为1mm-3mm,介电常数均为1.3-4.3;左阶梯阻抗谐振器金属微带线13和右阶梯阻抗谐振器金属微带线14分别位于左液晶介质块11和右液晶介质块12之上。进一步,上层天线辐射片15位于天线介质板17的上表面,下层天线辐射片16位于天线介质板17的下表面。进一步,天线介质板17的厚度为1mm-3mm,介电常数为2.3。进一步,上层天线辐射片15由上端为“叶子”形状的金属片和底部为矩形的金属片组成。进一步,下层天线辐射片16由上端为“叶子”形状的金属片和底部为“山”形的金属片组成。进一步,左右两个阶梯阻抗谐振器金属微带线13,14,均由一段弯折的金属线和一个矩形片组成。进一步,馈电端口18设置在陷波天线的底部,该馈电端口的一端与上层天线辐射片15的底部相连,另一端与下层天线辐射片16的底部相连。进一步,馈电端口18的宽度为上层天线辐射片15底部的矩形金属片的宽度,高度为天线介质板17的厚度。进一步,左右对称的两个阶梯阻抗谐振器金属微带线13和14分别与天线外部设置的左右两个直流源19和20的正极对应相连,下层天线辐射片16同时与左右两个直流源19和20的负极相连,通过调节左右两个直流源的电压,即改变加载在左右两个液晶介质块11和12上的电压,调节这两个液晶介质块的介电常数。本专利技术与现有技术相比,具有如下优点:1.本专利技术由于采用液晶陷波结构,极大地减小了介质损耗,实现了液晶介电常数的连续变化,从而使两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的谐振频率产生连续的变化。2.本专利技术由于将宽带天线与液晶陷波结构相结合,通过调节加载在两个液晶介质块上的电压来控制液晶的介电常数,实现了陷波天线的频率可调。3.本专利技术由于采用的是介电常数变化范围为1.3-4.3的液晶材料,故电控范围广,谐振频率可控范围大,能满足国防工业上对天线阵列的频率可调要求。附图说明图1为本专利技术的整体结构图;图2为本专利技术实施例1、实施例2和实施例3的驻波VSWR特性仿真图;图3为本专利技术实施例1、实施例2和实施例3的陷波天线的增益图;图4为本专利技术实施例1在陷波天线在4.85GHz处的表面电流分布图;图5为本专利技术实施例2在陷波天线在5.55GHz处的表面电流分布图;图6为本专利技术实施例3在陷波天线在4.05GHz处的表面电流分布图;具体实施方式以下结合附图和具体实施例,对本专利技术的目的、技术方案和技术效果作进一步描述,应该理解此处描述的具体实施例仅用于对本专利技术的解释,不视为对本专利技术的限制。参照图1,给出如下三种实施例。实施例1,谐振在4.85GHz的陷波天线:本实例的陷波天线,包括宽带天线和液晶陷波结构。其中:所述宽带天线,包括上层天线辐射片15、下层天线辐射片16、天线介质板17和馈电端口18。上层天线辐射片15由上端为“叶子”形状的金属片和底部为矩形的金属片组成,且位于天线介质板17的上表面;下层天线辐射片16由上端为“叶子”形状的金属片和底部为“山”形的金属片组成,且位于天线介质板17的下表面,天线介质板17的厚度为1.57mm,介电常数为2.3。所述液晶陷波结构,包括左液晶介质块11、右液晶介质块12、左阶梯阻抗谐振器金属微带线13和右阶梯阻抗谐振器金属微带线14。左液晶介质块11和右液晶介质块12对称设置在天线介质板17底端矩形金属片的两边,这两个液晶介质块11和12的厚度均为1.57mm。左阶梯阻抗谐振器金属微带线13与右阶梯阻抗谐振器金属微带线14结构相同,且处于同一平面。左阶梯阻抗谐振器金属微带线13印制在左液晶介质块11之上,右阶梯阻抗谐振器金属微带线14印制在右液晶介质块12之上。左阶梯阻抗谐振器金属微带线13与在天线外部设置的左直流源19的正极相连,下层天线辐射片16与左直流源19的负极相连。通过调节左直流源19的电压,即改变加载在左液晶介质块11上的电压使左液晶介质块11的介电常数为2.3;右阶梯阻抗谐振器金属微带线14与天线外部设置的右直流源20的正极相连,下层天线辐射片16与右直本文档来自技高网...
基于液晶可控的陷波天线

【技术保护点】
一种基于液晶可控的陷波天线,包括上层天线辐射片(15)、下层天线辐射片(16)、天线介质板(17)和馈电端口(18)其特征在于:上层天线辐射片(15)的底部两边印制有两个对称的左阶梯阻抗谐振器金属微带线(13)和右阶梯阻抗谐振器金属微带线(14),这两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的结构相同,且处于同一平面;天线介质板(17)的底端设有两个对称的左液晶介质块(11)和右液晶介质块(12),这两个液晶介质块的厚度均为1mm‑3mm,介电常数均为1.3‑4.3;左阶梯阻抗谐振器金属微带线(13)和右阶梯阻抗谐振器金属微带线(14)分别位于左液晶介质块(11)和右液晶介质块(12)之上。

【技术特征摘要】
1.一种基于液晶可控的陷波天线,包括上层天线辐射片(15)、下层天线辐射片(16)、天线介质板(17)和馈电端口(18)其特征在于:上层天线辐射片(15)的底部两边印制有两个对称的左阶梯阻抗谐振器金属微带线(13)和右阶梯阻抗谐振器金属微带线(14),这两个阶梯阻抗谐振器金属微带线的结构相同,且处于同一平面;天线介质板(17)的底端设有两个对称的左液晶介质块(11)和右液晶介质块(12),这两个液晶介质块的厚度均为1mm-3mm,介电常数均为1.3-4.3;左阶梯阻抗谐振器金属微带线(13)和右阶梯阻抗谐振器金属微带线(14)分别位于左液晶介质块(11)和右液晶介质块(12)之上。2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于:上层天线辐射片(15)位于天线介质板(17)的上表面,下层天线辐射片(16)位于天线介质板(17)的下表面。3.根据权利要求1所述的天线,其特征在于:天线介质板(17)的厚度为1mm-3mm,介电常数为2.3。4.根据权利要求1所述的天线,其特征在于:上层天线辐射片(15)由上端为“叶子”形状的金属片和...

【专利技术属性】
技术研发人员:翟会清习磊杨东冯丹臧义平
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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