一种流体介质双频可重构天线结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种流体介质双频可重构天线结构，该天线结构最上层为PVC容器，用以容纳液体，馈电结构采用对称式耶路撒冷十字型辐射单元结构，它的四个臂与四个矩形贴片连接，不仅能够增加天线的辐射效率，使天线阻抗匹配更好，而且拓宽了工作频带，提高了天线的增益。采用可容纳液体的PVC容器作为流体贴片单元的载体，使得采用该结构的天线，仅仅调节注入PVC容器中液体的深度，即可获得不同工作频率的天线，在单一的结构上，实现了频率可重构的特性。实现了频率可重构的特性。实现了频率可重构的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种流体介质双频可重构天线结构


[0001]本技术属于无线通信
，具体是一种流体介质双频可重构天线结构。

技术介绍

[0002]目前，通信系统中多采用固体天线，而随着通信设备向着小型化、多功能化、多频段方向发展，固体天线往往很难兼顾小尺寸、宽频带、可重构等一系列优异性能。所以在某些特定的工作环境下，例如军工中，传统天线已经很难满足以上各种要求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本技术提出一种流体介质双频可重构天线结构。
[0004]本技术拟解决所述技术问题的技术方案是：一种流体介质双频可重构天线结构，其特征在于，该天线结构包括介质基板、左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片、十字形辐射单元；左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体、PVC容器、馈电圆柱、馈电集总端口；
[0005]十字形辐射单元设置于介质基板的正面的中间；十字形辐射单元为规则的结构，其上、下、左、右四个分支尺寸完全相同且任意相邻的两个分支的夹角为直角；左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片为四个尺寸相同的长方形贴片，分别与十字形辐射单元的左分支、上分支、右分支、下分支的末端对应的衔接在一起，每一个长方形贴片均以较长的边居中的与对应的十字形辐射单元的分支的末端衔接，形成对称式耶路撒冷十字型结构；
[0006]左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体为四个导电性金属支撑柱，其下端通过导电胶分别固定在四个长方形贴片与十字形辐射单元的四个分支的衔接处，形成一个对称的结构；每一个导电性金属支撑柱的下表面的两条边与对应的长方形贴片的较长的边平行，且其下表面的外侧未超过长方形贴片的外侧的较长的边；
[0007]PVC容器通过粘胶固定在四个导电性金属支撑柱上，其中心与十字形辐射单元的中心的连线与PVC容器的底面以及介质基板的上表面均垂直；
[0008]在十字形辐射单元的中心处设置有一贯穿介质基板背面的下馈电孔，在PVC容器的底面的中心处设置有一个贯穿底面的上馈电孔；在介质基板下表面上以下馈电孔的圆心为圆心设置有一个圆形的馈电集总端口，馈电集总端口的直径大于下馈电孔的直径，在介质基板背面的除馈电集总端口之外的地方上均设置为金属接地面；馈电圆柱的下部安装在下馈电孔内，通过导电胶固定并实现与十字形辐射单元导通，其上部的顶端设置在上馈电孔内且其顶面与PVC容器内部连通，并通过密封胶实现固定与密封。
[0009]与现有技术相比，本技术有益效果在于：
[0010]1.本技术设计的天线结构，馈电结构采用对称式耶路撒冷十字型辐射单元结构，它的四个臂与四个矩形贴片连接，不仅能够增加天线的辐射效率，使天线阻抗匹配更好，而且拓宽了工作频带，提高了天线的增益。
[0011]2、采用可容纳液体的PVC容器作为流体贴片单元的载体，使得采用该结构的天线，仅仅调节注入PVC容器中液体的深度，即可获得不同工作频率的天线，在单一的结构上，实现了频率可重构的特性。
附图说明
[0012]图1是本技术天线结构一种实施例的正面结构示意图(已去掉PVC容器)。
[0013]图2是本技术天线结构一种实施例的背面结构示意图。
[0014]图3是本技术天线结构一种实施例的剖视结构示意图(沿左右方向的竖直对称面剖视)。
[0015]图4是由实施例1的天线结构在不同的水介质深度时所得的三种天线的反射系数曲线图。
[0016]图5是由实施例1的天线结构在水介质为1.51mm深度时所得天线在4.4GHz的辐射方向图。
[0017]图6是由实施例1的天线结构在水介质为1.51mm深度时所得天线在4.4GHz的匹配阻抗图。
具体实施方式
[0018]下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。
[0019]本技术提供了一种流体介质双频可重构天线结构(简称天线结构)，其特征在于，该天线结构包括介质基板、左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片、十字形辐射单元；左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体、PVC容器、馈电圆柱、馈电集总端口。
[0020]十字形辐射单元设置于介质基板的正面的中间；十字形辐射单元为规则的结构，其上、下、左、右四个分支尺寸完全相同且任意相邻的两个分支的夹角为直角；左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片为四个尺寸相同的长方形贴片，分别与十字形辐射单元的左分支、上分支、右分支、下分支的末端对应的衔接在一起，每一个长方形贴片均以较长的边居中的与对应的十字形辐射单元的分支的末端衔接，形成对称式耶路撒冷十字型结构。
[0021]左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体为四个导电性金属支撑柱，其下端通过导电胶分别固定在四个长方形贴片与十字形辐射单元的四个分支的衔接处，形成一个对称的结构。每一个导电性金属支撑柱的下表面的两条边与对应的长方形贴片的较长的边平行，且其下表面的外侧(以靠近十字形辐射单元的中心的一侧为内侧)未超过长方形贴片的外侧的较长的边。
[0022]PVC容器通过粘胶固定在四个导电性金属支撑柱上，其中心与十字形辐射单元的中心的连线与PVC容器的底面以及介质基板的上表面均垂直。
[0023]在十字形辐射单元的中心处设置有一贯穿介质基板背面的下馈电孔，在PVC容器的底面的中心处设置有一个贯穿底面的上馈电孔；在下馈电孔的背侧覆盖有一个圆形的并与其共轴的馈电集总端口，馈电集总端口的直径大于下馈电孔的直径，在介质基板背面的
除馈电集总端口之外的地方上均设置为金属接地面。馈电圆柱的下部安装在下馈电孔内，通过导电胶固定并实现与十字形辐射单元导通，其上部的顶端设置在上馈电孔内且其顶面与PVC容器内部连通，并通过密封胶实现固定与密封。
[0024]馈电圆柱的顶部末段的直径较其他部分的小且与上馈电孔的尺寸相匹配，其末段的长度为PVC容器的底面的厚度。
[0025]本技术设计的天线结构在使用时，首先往PVC容器内注入目标深度的流体介质，然后密封好，形成天线；该天线通过同轴线接入电源，同轴线与馈电集总端口连接，同轴线的外部导体与金属接地面导通，同轴线的中心导体与馈电圆柱底部导通。馈电圆柱的顶面与流体介质接触，其下部与十字形辐射单元、馈电集总端口导通；PVC容器的底面与四个导电性金属支撑柱及介质基板上表面所围成的空间形成空气层。该天线结构的设计是利用了流体介质层与空气层之间的交界面具有类电壁特性的原理，液体介质的下表面相当于传统金属微带天线，空气层相当于介质基板，在混合馈电结构的激励下实现辐射。本技术设计的天线结构，通过对天线的馈电结构进行了优化来解决空气层的引入使天线匹配难度增加的问题，具体的，在介质基板上表面增加了金属贴片，并且在贴片的顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体介质双频可重构天线结构，其特征在于，该天线结构包括介质基板、左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片、十字形辐射单元；左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体、PVC容器、馈电圆柱、馈电集总端口；十字形辐射单元设置于介质基板的正面的中间；十字形辐射单元为规则的结构，其上、下、左、右四个分支尺寸完全相同且任意相邻的两个分支的夹角为直角；左辐射单元矩形贴片、上辐射单元矩形贴片、右辐射单元矩形贴片、下辐射单元矩形贴片为四个尺寸相同的长方形贴片，分别与十字形辐射单元的左分支、上分支、右分支、下分支的末端对应的衔接在一起，每一个长方形贴片均以较长的边居中的与对应的十字形辐射单元的分支的末端衔接，形成对称式耶路撒冷十字型结构；左方形柱体、上方形柱体、右方形柱体、下方形柱体为四个导电性金属支撑柱，其下端通过导电胶分别固定在四个长方形贴片与十字形辐射单元的四个分支的衔接处，形成一个对称的结构；每一个导电性金属支撑柱的下表面的两条边与对应的长方形贴片的较长的边平行，且其下表面的外侧未超过长方形贴片的外侧的较长的边；PVC容器通过粘胶固定在四个导电性金属支撑柱上，其中心与十字形辐射单元的中心的连线与PVC容器的底面以及介质基板的上表面均垂直；在十字形辐射单元的中心处设置有一贯穿介质基板背面的下馈电孔，在PVC容器的底面的中心处设置有一个贯穿底面的上馈电孔；在介质基板下表面上以下馈电孔的圆心为圆心设置有一个圆形的馈电集总端口，馈电集总端口的直径大于下馈电孔的直径，在介质基板背面的除馈电集总端口之外的地方上均设置为金属接地面；馈电圆柱的下部安装在下馈电孔内，通过导电胶固定并实现与十字形辐射单元导通，其上部的顶端设置在上馈电孔内且其顶面与PVC容器内部连通，并通过密封胶实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏兴，元昊，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：