一种可编程“偶极子”型漏波天线制造技术

本发明专利技术公开一种可编程“偶极子”型漏波天线，由介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列组成，所述“偶极子”型漏波阵列位于介质基板的两端，“偶极子”型漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，每个所述单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上，微机械开关控制每个所述单元的开闭状态。本发明专利技术可编程的“偶极子”型漏波天线，可根据未来通信系统智能化的需求，通过控制微机械开关，获得期望的天线辐射方向，在保持天线整体结构不变的条件下，可实现对辐射方向的实时控制。

A programmable \dipole\ leaky wave antenna

The invention discloses a programmable \dipole\ type leaky wave antenna, which is composed of a dielectric substrate, a micromechanical switch and two \dipole\ type leaky wave arrays. The \dipole\ type leaky wave arrays are located at both ends of the dielectric substrate, and the \dipole\ type leaky wave arrays are composed of N periodic units (N being positive integers), each of which is a positive integer. The unit is composed of a symmetrically arranged J-type metamaterial substructure. The micromechanical switch and the \dipole\ type leaky wave array are arranged on a dielectric substrate, and the micromechanical switch controls the opening and closing state of each unit. The programmable \dipole\ leaky wave antenna of the invention can obtain the desired antenna radiation direction by controlling the micro-mechanical switch according to the intellectualized demand of the future communication system, and realize the real-time control of the radiation direction under the condition of keeping the overall structure of the antenna unchanged.

【技术实现步骤摘要】
一种可编程“偶极子”型漏波天线
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种应用于可扫描雷达、智能通信前端、物联网及机器学习的可编程“偶极子”型漏波天线。
技术介绍
随着5G通信技术的发展，智能生活普及在家家户户中，越来越多的技术都在追求智能化，尤其是机械学习技术的出现，加速了通信系统的智能化。天线作为5G通信的关键部件，需要适应多变的环境以及更小的设计空间。为了提高信息容量和天线对环境的适应度，就需要对其进行可重构的设计，可编程天线就是天线重构的方式之一，在单一的天线上，设置多种状态来使天线有不同的辐射状态，且该种状态适用于机械学习。现在已有的漏波天线存在以下缺陷：1)现有漏波天线在同一天线结构上不能产生多种方向的辐射波束，且结构不易与通信设备整合；2)现有波束赋形大多基于天线阵列理论，采用加权阵列馈电的方法，馈电网络复杂，且对可编程的“偶极子”型漏波天线涉及较少；3)现有的漏波天线无法匹配于机械学习，大多无法满足智能生活的需求，占用带宽比较多，利用率低。综上，现在已有的漏波天线不能在单一结构上获得多个方向的辐射波束来满足不同的通信需要，不能智能化且不适应机械学习的多状态需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可编程“偶极子”型漏波天线，解决了现有技术中“偶极子”型漏波天线不能多状态地控制天线的辐射方向，无法匹配于机械学习、且馈电网络复杂的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案：一种可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：由介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列组成，所述“偶极子”型漏波阵列位于介质基板的两端，“偶极子”型漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，每个所述单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上，微机械开关控制每个所述单元的开闭状态。本专利技术中，能量从可编程“偶极子”型漏波天线的中间沿着“偶极子”型漏波阵列向可编程“偶极子”型漏波天线的两端传输，通过微机械开关控制“偶极子”型漏波阵列中每个单元的开闭状态，从而实现多状态方向图扫描的调控。优选的，所述N个周期性单元包括2N种不同的辐射状态。优选的，所述介质基板为熔融石英基板。优选的，所述微机械开关为MEMS开关。优选的，所述超材料由铬(Cr)与铜(Cu)两相组成。优选的，所述铬(Cr)的厚度为0.2um，铜(Cu)的厚度为1.5um。优选的，所述“偶极子”型漏波阵列长度为39.46mm，宽度为15mm，高度为1.6mm；所述可编程“偶极子”型漏波天线长度为89.32mm，宽度为15mm，高度为1.6mm。优选的，所述可编程“偶极子”型漏波天线的工作频率为8.5GHZ-9.6GHZ。本专利技术的有益效果：本专利技术所述可编程“偶极子”型漏波天线，包括介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列，其中逆向传输的两个“偶极子”漏波阵列位于介质基板的两端，每个“偶极子”漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，通过微机械开关控制“偶极子”漏波阵列中每一个单元的开闭状态，从而实现多状态方向图扫描的调控。每个单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上，介质基板的中间为阻抗匹配与射频输入。本专利技术可编程的智能“偶极子”型漏波天线，可根据未来通信系统智能化的需求，通过控制微机械开关，获得期望的天线辐射方向，在保持天线整体结构不变的条件下，可实现对辐射方向的实时控制。本专利技术利用微机械开关来控制周期性结构，满足机械学习对多状态的要求，能适应未来通信设备智能化的趋势。相比已有的天线，本专利技术超材料智能“偶极子”型漏波天线具有控制方便、结构简单、实用性高，适用范围广的优点。附图说明图1为本专利技术实施例包含16个单元周期性阵列结构的可编程“偶极子”型漏波天线的结构示意图；图2为本专利技术“偶极子”型漏波阵列的结构示意图；图3为本专利技术MEMS开关示意图；图4为实施例1中在固定频率下的四种状态的增益方向图。图中附图标记，11-熔融石英基板；12-MEMS开关；13-J型超材料子结构；14-“偶极子”型漏波阵列。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种可编程“偶极子”型漏波天线，由介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列组成，所述“偶极子”型漏波阵列位于介质基板的两端，介质基板的中间为阻抗匹配与射频输入，两个漏波阵列呈“偶极子”型分布，能量从可编程“偶极子”型漏波天线的中间沿着“偶极子”型漏波阵列向可编程“偶极子”型漏波天线的两端传输。每个漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，每个单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上。通过微机械开关控制“偶极子”型漏波阵列中每个单元的开闭状态，从而实现多状态方向图扫描的调控。如图1所示，本实施中，本专利技术可编程漏波天线由熔融石英基板11、MEMS开关12以及两个“偶极子”型漏波阵列14组成，其中，每个“偶极子即型漏波阵列由八个周期性单元组成，即熔融石英基板11上总共有16个周期性单元组成，每个单元由对称设置的J型超材料子结构13组成。本专利技术“偶极子”型漏波阵列长度为39.46mm，宽度为15mm，高度为1.6mm。可编程“偶极子”型漏波天线长度为89.32mm，宽度为15mm，高度为1.6mm。工作频率为8.5GHZ-9.6GHZ。本专利技术是一种小尺寸芯片天线，易于使用在各种智能生活中。优选的，本专利技术超材料由铬(Cr)与铜(Cu)两相组成。其中，铬(Cr)的厚度为0.2um，铜(Cu)的厚度为1.5um。微机械开关为MEMS开关。本专利技术超材料智能“偶极子”型漏波天线具有控制方便，结构简单，实用性高，适用范围广的优点。优选的，本专利技术N个单元周期性阵列结构13包括2N种状态的谐振频率。如图2-3所示，本专利技术以MEMS为开关，是基于微制造技术，属于微米级的技术范畴。本专利技术通过控制MEMS开关来控制不同的状态。本实施例中，16个单元周期性阵列结构13包括216种状态的谐振频率。本专利技术通过控制MEMS开关来获得所需要的辐射方向，满足于机械学习多状态的需求，进而实现智能选择辐射状态的功能。本专利技术可在同一天线结构上通过不同状态控制获得不同的辐射方向图。本实施例中，我们选择了其中4种，如图4所示，图4为本专利技术实施例1的四种状态的增益方向图。具体的，图4中“00001111-11110000”表示介质基板11的左端第一个至第四个单元的MEMS开关均处于打开状态，第五个至第八个单元处于关闭状态；介质基板11的右端第一个至第四个单元的MEMS开关均处于关闭状态，第五个至第八个单元处于打开状态；“11111111-11111111”表示介质基板11的左端第一个至第八个单元的MEMS开关均处于关闭；介质基板11的右端第一个至第八个单元的MEMS开关均处于关闭状态；“01111111-11111110”表示介质基板11的左端第一个单元的MEMS开关均处于打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：由介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列组成，所述“偶极子”型漏波阵列位于介质基板的两端，“偶极子”型漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，每个所述单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上，微机械开关控制每个所述单元的开闭状态。

【技术特征摘要】
1.一种可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：由介质基板、微机械开关以及两个“偶极子”型漏波阵列组成，所述“偶极子”型漏波阵列位于介质基板的两端，“偶极子”型漏波阵列由N个周期性单元(N为正整数)组成，每个所述单元由对称设置的J型超材料子结构组成，所述微机械开关和“偶极子”型漏波阵列设置于介质基板上，微机械开关控制每个所述单元的开闭状态。2.根据权利要求1所述可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：所述N个周期性单元包括2N种不同的辐射状态。3.根据权利要求1所述可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：所述介质基板为熔融石英基板。4.根据权利要求1所述可编程“偶极子”型漏波天线，其特征在于：所述微机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇，贺一鸣，张学舟，
申请(专利权)人：浙江喆尊信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33