一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线制造技术

本发明专利技术提供一种米字型结构的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线，属于微波天线技术领域。本发明专利技术由16个辐射单元组成，呈米字型分布，其中，每四个辐射单元为一组，工作在同一频段，共有四个工作频段，且依据该发明专利技术可以拓展到更多的工作频段。工作在同一个频段的四个辐射单元共同实现一个旋向的圆极化，每相邻两个频段的圆极化旋向相反。本发明专利技术提供的方案能在紧邻的频段上实现旋向相反的圆极化，且通过引入开关，能进一步实现左右旋圆极化的可重构。本发明专利技术可用于卫星通信、民用通信系统以及其他微波通信系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线
本专利技术属于微波天线
，具体涉及一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线。
技术介绍
天线作为接收和发送无线电波的基本装置，是无线通信系统必不可少的组成部分。圆极化天线通常应用于车载通信系统、机载以及卫星通信中。近年来，由于无线通信系统小型化以及高集成度的发展需求，如何在有限空间内集成更多不同工作频段的天线进而提升通信容量成为难题。虽然有很多方案可以实现多频天线，但它们往往是相同的极化方式，这会导致不同频段之间的相互干扰，尤其是当工作频段邻近时。因此，如何在有限空间内实现多频段且极化方式不同的天线成为当前无线通信的挑战。文献“Dual-BandCircularlyPolarizedSplitRingResonatorsLoadedSquareSlotAntenna(KrishnamoorthyKandasamy,BasudevMajumder,JayantaMukherjee,andKamlaPrasanRay.IEEETRANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION,2016:3640-3645)”提出了一种在槽天线馈线端加载两个开口谐振环(SRR)的方式实现双频圆极化，但两个圆极化的极化方式相同。该方案的不足在于不能实现两个旋向相反的圆极化，且难于拓展到更多的工作频段。文献“CPW-FedDual-BandDual-SenseCircularlyPolarizedMonopoleAntenna(RohitKumarSaini,SantanuDwari,MrinalKantiMandal.IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS,2017:2497-2500)”提出了一种基于共面波导的双频双圆极化天线，该天线实现了相邻两个频段的左右旋圆极化，但在工作频段内的轴比性能有待进一步改善，且也很难进一步拓展到更多的工作频段。文献“Dual-BandandDual-CircularlyPolarizedSingle-LayerMicrostripArrayBasedonMultiresonantModes(Jin-DongZhang,LeiZhu,Neng-WuLiu,WenWu,IEEETRANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION,2017:1428-1433)”提出了一种阵列形式的双频双圆极化天线，且两个频段的圆极化旋向相反。该天线的两个工作频段相隔较大，也难于拓展到更多的工作频段上去，且由于结构的限制，该天线也难于实现两个工作频段上圆极化状态的相互切换。目前，已有相关研究报到了双频双圆极化天线，总体而言，这些报道的结果要么两个工作频段相隔较远，要么难于进一步拓展为更多的工作频段，且不能实现不同极化状态间的彼此切换，即可重构。因此，如何实现紧邻的多个工作频段，且相邻频段间的圆极化依次交替和可重构，是微波天线
富有挑战性的重要课题。
技术实现思路
针对现有技术和问题，本专利技术的目的在于提供一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线。本专利技术上述技术问题所采用的解决方案为：一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线，由十六个辐射单元构成，所有辐射单元工作于相同的线极化模式，十六个辐射单元按编号由小至大沿逆时针依次均匀分布在一个圆周上，分别记为第一辐射单元1、第二辐射单元2、第三辐射单元3、第四辐射单元4、第五辐射单元5、第六辐射单元6、第七辐射单元7、第八辐射单元8、第九辐射单元9、第十辐射单元10、第十一辐射单元11、第十二辐射单元12、第十三辐射单元13、第十四辐射单元14、第十五辐射单元15、第十六辐射单元16；其中第一辐射单元1、第五辐射单元5、第九辐射单元9和第十三辐射单元13组成第一辐射单元组，工作在中心频率为f1的第一频段；第二辐射单元2、第六辐射单元6、第十辐射单元10和第十四辐射单元14组成第二辐射单元组，工作在中心频率为f2的第二频段；第三辐射单元3、第七辐射单元7、第十一辐射单元11、第十五辐射单元15组成第三辐射单元组，工作在中心频率为f3的第三频段；第四辐射单元4、第八辐射单元8第十二辐射单元12、第十六辐射单元16组成第四辐射单元组，工作在中心频率为f4的第四频段；所述天线的第一辐射单元1和第十六辐射单元16由第一馈源17激励，第二辐射单元2和第三辐射单元3由第二馈源18激励，第四辐射单元4和第五辐射单元5由第三馈源19激励，第六辐射单元6和第七辐射单元7由第四馈源20激励，第八辐射单元8和第九辐射单元9由第五馈源21激励，第十辐射单元10和第十一辐射单元11由第六馈源22激励，第十二辐射单元12和第十三辐射单元13由第七馈源23激励，第十四辐射单元14和第十五辐射单元15由第八馈源24激励；所述第一馈源17、第二馈源18、第三馈源19、第四馈源20、第五馈源21、第六馈源22、第七馈源23和第八馈源24以相等幅度激励，且第一馈源17、第三馈源19、第五馈源21、第七馈源23的激励相位依次增加90°，第二馈源18、第四馈源20、第六馈源22、第八馈源24的激励相位依次减少90°；相应地，第一辐射单元组和第三辐射单元组为左旋圆极化；第二辐射单元组和第四辐射单元组为右旋圆极化；进一步地，通过引入微波开关切换激励状态，能实现从第一辐射单元组、第二辐射单元组、第三辐射单元组和第四辐射单元组依次为右旋圆极化、左旋圆极化、右旋圆极化和左旋圆极化的辐射状态。本专利技术的有益效果是：本专利技术由16个辐射单元分布在同一口径面上，每四个辐射单元为一组，共有四组，在四个频段上实现左右旋依次交替的圆极化辐射且可重构；与现有技术相比，本专利技术不仅实现四个频段的不同圆极化，且工作频段紧邻；同时，本专利技术提供的方案根据需要可以拓展为更多工作频段。附图说明图1为本专利技术提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线结构示意图；图2为本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线拓扑结构图；图3为本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线回波特性；图4为本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线轴比特性；图5本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线在4.9GHz的方向图，为左旋圆极化；图6本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线在5.2GHz的方向图，为右旋圆极化；图7本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线在5.5GHz的方向图，为左旋圆极化；图8本实施例提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线在5.8GHz的方向图，为右旋圆极化；图9为结合本实施例提出的一种适用于极化可重构天线的馈电网络方案。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。本实施例的目的是实现一个工作在四个频段且邻近频段圆极化旋向相反的可重构天线。本专利技术提供的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线结构如图1所示，其中第一频段的中心频率f1＝4.9GHz，第二频段的中心频率f2＝5.2GHz，第三频段的中心频率f3＝5.5GHz，第四频段的中心频率f4＝5.8GHz，其邻近频段的中心频率比最小为1.05。第一频段和为第三频段左旋圆极化，第二频段和第四频段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线，其特征在于，由十六个辐射单元构成，所有辐射单元工作于相同的线极化模式，分别记为第一辐射单元(1)、第二辐射单元(2)、第三辐射单元(3)、第四辐射单元(4)、第五辐射单元(5)、第六辐射单元(6)、第七辐射单元(7)、第八辐射单元(8)、第九辐射单元(9)、第十辐射单元(10)、第十一辐射单元(11)、第十二辐射单元(12)、第十三辐射单元(13)、第十四辐射单元(14)、第十五辐射单元(15)、第十六辐射单元(16)；十六个辐射单元按编号由小至大沿逆时针依次均匀分布在一个圆周上；其中第一辐射单元(1)、第五辐射单元(5)、第九辐射单元(9)和第十三辐射单元(13)组成第一辐射单元组，工作在第一频段；第二辐射单元(2)、第六辐射单元(6)、第十辐射单元(10)和第十四辐射单元(14)组成第二辐射单元组，工作在第二频段；第三辐射单元(3)、第七辐射单元(7)、第十一辐射单元(11)、第十五辐射单元(15)组成第三辐射单元组，工作在第三频段；第四辐射单元(4)、第八辐射单元(8)第十二辐射单元(12)、第十六辐射单元(16)组成第四辐射单元组，工作在第四频段；所述天线的第一辐射单元(1)和第十六辐射单元(16)由第一馈源(17)激励，第二辐射单元(2)和第三辐射单元(3)由第二馈源(18)激励，第四辐射单元(4)和第五辐射单元(5)由第三馈源(19)激励，第六辐射单元(6)和第七辐射单元(7)由第四馈源(20)激励，第八辐射单元(8)和第九辐射单元(9)由第五馈源(21)激励，第十辐射单元(10)和第十一辐射单元(11)由第六馈源22激励，第十二辐射单元(12)和第十三辐射单元(13)由第七馈源(23)激励，第十四辐射单元(14)和第十五辐射单元(15)由第八馈源(24)激励。...

【技术特征摘要】
1.一种多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线，其特征在于，由十六个辐射单元构成，所有辐射单元工作于相同的线极化模式，分别记为第一辐射单元(1)、第二辐射单元(2)、第三辐射单元(3)、第四辐射单元(4)、第五辐射单元(5)、第六辐射单元(6)、第七辐射单元(7)、第八辐射单元(8)、第九辐射单元(9)、第十辐射单元(10)、第十一辐射单元(11)、第十二辐射单元(12)、第十三辐射单元(13)、第十四辐射单元(14)、第十五辐射单元(15)、第十六辐射单元(16)；十六个辐射单元按编号由小至大沿逆时针依次均匀分布在一个圆周上；其中第一辐射单元(1)、第五辐射单元(5)、第九辐射单元(9)和第十三辐射单元(13)组成第一辐射单元组，工作在第一频段；第二辐射单元(2)、第六辐射单元(6)、第十辐射单元(10)和第十四辐射单元(14)组成第二辐射单元组，工作在第二频段；第三辐射单元(3)、第七辐射单元(7)、第十一辐射单元(11)、第十五辐射单元(15)组成第三辐射单元组，工作在第三频段；第四辐射单元(4)、第八辐射单元(8)第十二辐射单元(12)、第十六辐射单元(16)组成第四辐射单元组，工作在第四频段；所述天线的第一辐射单元(1)和第十六辐射单元(16)由第一馈源(17)激励，第二辐射单元(2)和第三辐射单元(3)由第二馈源(18)激励，第四辐射单元(4)和第五辐射单元(5)由第三馈源(19)激励，第六辐射单元(6)和第七辐射单元(7)由第四馈源(20)激励，第八辐射单元(8)和第九辐射单元(9)由第五馈源(21)激励，第十辐射单元(10)和第十一辐射单元(11)由第六馈源22激励，第十二辐射单元(12)和第十三辐射单元(13)由第七馈源(23)激励，第十四辐射单元(14)和第十五辐射单元(15)由第八馈源(24)激励。2.根据权利要求1所述的多频左右旋圆极化依次交替的可重构天线，其特征在于，所述第一馈源(17)、第二馈源(18)、第三馈源(19)、第四馈源(20)、第五馈源(21)、第六馈源(22)、第七馈源(23)和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家林，孙川，张一明，李华，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51