基于二氧化钒的双频全向圆极化天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，包括水平设置的馈电网络板，以及竖直环绕设置在所述馈电网络板四周、并与所述馈电网络板四边共形触接的介质基板，所述馈电网络板共形于四个所述介质基板的水平中心线处；每个所述介质基板上均加载有倾斜振子，所述倾斜振子的一侧加载有寄生单元、另一侧加载有二氧化钒谐振单元。该天线结构简单，空间利用率高；本实用新型专利技术基于二氧化钒谐振单元的加载，可以通过控制温度进而改变二氧化钒区域的相变状态，动态地实现工作频率和辐射方向的重构，此外，通过温度控制可实现天线工作频带的调控，使天线在S波段中的两个频段工作，频带覆盖范围宽，辐射性能佳且实用性强，适用于复杂电磁环境。

Bi-frequency omnidirectional circularly polarized antenna based on vanadium dioxide

The utility model provides a dual-frequency omnidirectional circularly polarized antenna based on vanadium dioxide, including a feed network plate horizontally arranged, and a dielectric substrate vertically surrounded by the feed network plate and contacted with the feed network plate quadrilaterally conformally. The feed network plate is conformally located at the horizontal central line of the four dielectric substrates. The inclined oscillator is loaded with parasitic elements on one side and vanadium dioxide resonance elements on the other side. The antenna has simple structure and high space utilization rate; the loading of the vanadium dioxide resonant unit in the utility model can dynamically reconstruct the working frequency and radiation direction by controlling the temperature to change the phase transition state of the vanadium dioxide region; moreover, the temperature control can realize the regulation of the working frequency band of the antenna, so that the antenna works in two frequency bands of the S-band, and the frequency band is covered. Wide coverage, good radiation performance and practicability, suitable for complex electromagnetic environment.

【技术实现步骤摘要】
基于二氧化钒的双频全向圆极化天线
本技术涉及一种天线，具体涉及一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，属于微波器件

技术介绍
天线作为电磁波的发射和接收装置，在无线通信系统中起着重要作用。随着现代无线通讯科技水平的不断发展，人们对天线各性能指标的要求越来越严格，单纯的线极化天线己难以满足飞速发展的现代通信系统的需求。因频谱资源有限，较难找到一个未被占用的宽带频带，而传统宽带天线因覆盖了不必要的带宽，不仅增加了自身系统中滤波器的工作负担，还容易拦截到他人的有用信号，给其他信道的信号造成不必要的干扰。目前通常采用一个天线使用几个信道进行信息传递，因此多频天线应运而生，多频天线减少了天线的使用数量，空间利用率提高。全向天线能保持车载设备或者移动终端与周围不同方位角的目标进行实时通信，而圆极化天线可以有效抑制多径衰落和极化失配带来的损耗，以保证信号传输的稳定性。因此，全向圆极化天线因其优良性能而备受关注，被广泛应用于卫星通信系统、无线遥感系统、WLAN(无线局域网)、WPAN(无线个人区域网)、GPS(全球定位系统)等。但现有的全向圆极化天线难以得到可调谐的多个工作频带，无法对不同的工作频段进行动态调控，工作频域较窄且灵活性不佳，无法适用于复杂电磁环境。因此，如何在现有技术的基础上进行改进，设计出一种可调谐且工作频段调控灵活、工作频域广泛的全向圆极化天线，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，该天线结构简单、频带覆盖范围宽，可对不同工作频段进行动态调控，且工作频段调控灵活、工作频域广泛，适用于复杂电磁环境，实用性强。为实现以上目的，本技术采用以下技术方案：一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：包括水平设置的馈电网络板，以及竖直环绕设置在所述馈电网络板四周、并与所述馈电网络板四边共形触接的介质基板，所述馈电网络板共形于四个所述介质基板的水平中心线处；每个所述介质基板上均加载有倾斜振子，所述倾斜振子的一侧加载有寄生单元、另一侧加载有二氧化钒谐振单元。进一步地，所述二氧化钒谐振单元呈“L”形，水平方向长度为39mm，竖直方向长度为23.4mm，宽度为3.5mm。进一步地，所述馈电网络板呈正方形，包括从上至下依次触接排列的顶层金属贴片、中间介质基板和金属底板，所述金属底板与四个所述倾斜振子触接、并对所述倾斜振子等幅同相馈电。进一步地，所述顶层金属贴片与所述金属底板均为铜片，所述铜片厚度为0.018mm。进一步地，所述介质基板呈矩形，所述介质基板的宽度与所述馈电网络板的边长相同。进一步地，所述倾斜振子包括分布在所述介质基板水平中心线上、下两侧的上半部、下半部，所述上半部包括上倾斜部和加载在该上倾斜部顶端的水平部，所述下半部包括下倾斜部和加载在该下倾斜部底端的竖直部。进一步地，所述上倾斜部、下倾斜部与竖直方向的夹角均为53°，所述水平部与所述竖直部的形状均为矩形、且尺寸相同。进一步地，所述寄生单元与竖直方向的夹角为48°，所述寄生单元的长度为47mm、宽度为0.5mm。进一步地，所述中间介质基板型号为RogersRT/duroid5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009。进一步地，所述介质基板型号RogersRT/duroid6002，介电常数为3，损耗角正切为0.0012。与已有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术提供的基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，结构简单，空间利用率高；本技术基于二氧化钒谐振单元的加载，可以通过控制温度进而改变二氧化钒区域的相变状态，动态地实现工作频率和辐射方向的重构，此外，通过温度控制可实现天线工作频带的调控，使天线在S波段中的两个频段工作，频带覆盖范围宽，辐射性能佳且实用性强，适用于复杂电磁环境。附图说明图1为本技术馈电网络板俯视图。图2为本技术馈电网络板仰视图图。图3为本技术馈电网络板俯视透视图。图4为本技术状态一时介质基板上加载物的结构示意图。图5为本技术状态二时介质基板上加载物的结构示意图。图6为本技术状态一的立体结构示意图。图7为本技术状态二的立体结构示意图。图8为本技术状态一的|S11|仿真曲线图。图9为本技术状态二的|S11|仿真曲线图。图10为本技术状态一的轴比仿真曲线图。图11为本技术状态二的轴比仿真曲线图。图12为本技术状态一的X-Y平面(theta＝90°)仿真方向图。图13为本技术状态一的X-Z平面(phi＝0°)仿真方向图。图14为本技术状态二的X-Y平面(theta＝90°)仿真方向图。图15为本技术状态二的X-Z平面(phi＝0°)仿真方向图。图16为本技术状态一的增益仿真曲线图。图17为本技术状态二的增益仿真曲线图。其中：10、馈电网络板；1、顶层金属贴片；2、中间介质基板；3、金属底板；4、寄生单元；5、倾斜振子的上半部；6、倾斜振子的下半部；7、二氧化钒谐振单元；8、水平部；9、竖直部；20、介质基板。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本技术作进一步详细的说明。所述实施例的示例在附图中示出，在下述本技术的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本技术的具体实施方式的示例性说明，旨在用于解释本技术，而不构成为对本技术的限制。一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，如图6和图7所示，包括水平设置的馈电网络板10，以及竖直环绕设置在馈电网络板10四周、并与馈电网络板10的四边共形触接的介质基板20。馈电网络板10共形于四个介质基板20的水平中心线处，即馈电网络板在竖直方向的投影与介质基板在水平方向的中心线重合，馈电网络板水平居中位于四个竖直介质基板之间。水平居中设置的馈电网络板呈正方形，边长为50mm，厚度为0.8mm；与馈电网络板竖直共形的四个介质基板均为矩形且尺寸相同，介质基板的宽度与馈电网络板的边长相同，即介质基板宽度也为50mm，介质基板长度为70mm、厚度为0.08mm。介质基板的型号RogersRT/duroid6002，介电常数为3，损耗角正切为0.0012。上述天线结构简单，空间利用率高。每个介质基板20上均加载有倾斜振子，倾斜振子包括两部分，以介质基板水平中心线为基准，分布在其上侧的为倾斜振子的上半部5，分布在其下侧的为倾斜振子的下半部6。其中，上半部5包括上倾斜部和加载在该上倾斜部顶端的水平部8，下半部6包括下倾斜部和加载在该下倾斜部底端的竖直部9；上倾斜部和下倾斜部与竖直方向的夹角均为53°，水平部8与竖直部9的形状均为矩形且尺寸相同，长度为15mm，宽度为7.5mm。如图1-3所示，馈电网络板10包括从上至下依次触接排列的顶层金属贴片1、中间介质基板2和金属底板3，其中，金属底板3与四个倾斜振子触接并对倾斜振子进行等幅同相馈电。顶层金属贴片与金属底板均为铜片，铜片的厚度为0.018mm；中间介质基板的型号为RogersRT/duroid5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009。图4中示出，倾斜振子的一侧加载有寄生单元4，该寄生单元4与竖直方向的夹角为48°，寄生单元的长度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：包括水平设置的馈电网络板，以及竖直环绕设置在所述馈电网络板四周、并与所述馈电网络板四边共形触接的介质基板，所述馈电网络板共形于四个所述介质基板的水平中心线处；每个所述介质基板上均加载有倾斜振子，所述倾斜振子的一侧加载有寄生单元、另一侧加载有二氧化钒谐振单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：包括水平设置的馈电网络板，以及竖直环绕设置在所述馈电网络板四周、并与所述馈电网络板四边共形触接的介质基板，所述馈电网络板共形于四个所述介质基板的水平中心线处；每个所述介质基板上均加载有倾斜振子，所述倾斜振子的一侧加载有寄生单元、另一侧加载有二氧化钒谐振单元。2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：所述二氧化钒谐振单元呈“L”形，水平方向长度为39mm，竖直方向长度为23.4mm，宽度为3.5mm。3.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：所述馈电网络板呈正方形，包括从上至下依次触接排列的顶层金属贴片、中间介质基板和金属底板，所述金属底板与四个所述倾斜振子触接、并对所述倾斜振子等幅同相馈电。4.根据权利要求3所述的一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：所述顶层金属贴片与所述金属底板均为铜片，所述铜片厚度为0.018mm。5.根据权利要求3所述的一种基于二氧化钒的双频全向圆极化天线，其特征在于：所述介质基板呈矩形，所述介质基板的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：章海锋，刘国标，曾立，黄通，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32