一种多波段可重构微带天线制造技术

本发明专利技术提供一种多波段可重构微带天线，在传统截角天线的基础上进行改进，引入RF MEMS开关控制各截角贴片与主贴片的通断，使得在改变表面电流路径方向的同时改变平均工作电流路径的长度，从而在K波段以及Ka波段实现频率的可重构，大幅度提高了可重构微带天线的通用性和集成度，基本覆盖了从20GHz到40GHz的大部分频段。分频段。分频段。

【技术实现步骤摘要】
一种多波段可重构微带天线


[0001]本专利技术涉及微带天线
，尤其涉及一种多波段可重构微带天线。

技术介绍

[0002]移动互联网的飞速演进使得各种通信设备的小型化与集成化成为了当前重要的发展趋势。在各种应用场景下，天线设计越来越倾向于在更小的设计空间内，实现更大容量和更可靠的数据通信，也因此，对于可重构天线的需求越来越高。
[0003]可重构天线能够基于单独的一个天线实现多个频段、多个极化形式和不同方向图的辐射，因此，可重构天线主要包括极化可重构天线、频率可重构天线和方向图可重构天线。当前技术中，通过改变天线的有效谐振长度，通过设计一些微带枝节类型的天线或者缝隙天线并在上面加载pin二极管开关等来控制表面电流的平均工作电流路径长度，以达到频率可重构的目的。也可以通过加载可变电抗元件或采用一定的方法和手段改变天线的电抗值等，如在天线上面加载变容二极管或者可调的MEMS(Micro
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Electro
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Mechanical System，微机电系统)谐振器等，改变天线的阻抗匹配特性，从而实现频率的连续调节。
[0004]但是，现有的多波段频率可重构天线面临着频率偏低(多集中于Sub
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6波段，即450MHz
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6GHz)以及可重构频率覆盖频谱范围较小的问题。而随着5G的逐渐普及与应用，其在毫米波频段的众多频谱资源往往相隔较远，分布于K波段(即12～18GHz)及Ka波段(即26.5～40GHz)。此时传统的频率可重构天线往往需要通过增加天线的数量来满足多个上述多个频段的发射与接收，造成通信系统的体积庞大，功耗问题也日益凸显。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种多波段可重构微带天线，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，针对K波段和Ka波段实现多频率重构，并解决通信系统体积大功耗高的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种多波段可重构微带天线，包括：
[0008]金属地，作为基底用于保持公共地区域电压等势；
[0009]基片，设置在所述金属地上方用于承载天线结构；
[0010]辐射贴片，设置在所述基片上，所述辐射贴片为矩形，所述辐射贴片沿长度方向第一端的两个直角分割为两个第一类截角贴片，沿长度方向第二端的两个直角分割为两个第二类截角贴片，所述辐射贴片的剩余部分为主贴片，所述第一类截角贴片与所述第二类截角贴片的斜边长度不同；每个所述第一类截角贴片和所述第二类截角贴片分别通过一个RF MEMS(射频微电子机械系统)开关连接所述主贴片，通过各RF MEMS开关的通断组合对发射频率进行重构；
[0011]馈电微带线，连接所述主贴片用于馈电。
[0012]在一些实施例中，所述RF MEMS开关包括：
[0013]分别设置在两侧的第一开关匹配微带线和第二开关匹配微带线，用于提供阻抗匹配；
[0014]开关锚区，设置在所述第一开关匹配微带线或所述第二开关匹配微带线上；
[0015]开关悬臂梁，第一侧连接固定所述开关锚区，第二侧悬空；
[0016]下拉电极，设置在所述开关悬臂梁的底部，在加载直流电的情况下，吸附所述开关悬臂梁的并导通所述第一开关匹配微带线或所述第二开关匹配微带线。
[0017]在一些实施例中，所述金属地的材料为铝，所述基片的材料为石英玻璃，所述开关悬臂梁与所述辐射贴片的材料相同。
[0018]在一些实施例中，所述主贴片上还设有天线原型端口，用于采集所述天线结构在运行过程中的阻抗信息。
[0019]在一些实施例中，所述馈电微带线采用T型结微带功分器进行馈电。
[0020]在一些实施例中，所述第一类截角贴片和所述第二类截角贴片为等腰直角三角形。
[0021]在一些实施例中，所述辐射贴片的厚度为1
±
0.5μm，所述辐射贴片的长度的宽度为6
±
0.01mm；所述辐射贴片的长度为4
±
0.01mm，所述辐射贴片的长度的宽度为4
±
0.01mm；所述第一类截角贴片的直角边长度为1.5
±
0.01mm；所述第二类截角贴片的直角边长度为0.8
±
0.01mm。
[0022]在一些实施例中，所述馈电微带线的长度为0.5
±
0.01mm，宽度为0.24
±
0.01mm；所述RF MEMS开关的长度为0.25
±
0.01mm，宽度为0.15
±
0.01mm。
[0023]在一些实施例中，所述金属地和所述基片的长度为5.5
±
0.01mm，宽度为6
±
0.01mm；所述金属地的厚度为1
±
0.5μm；所述所述基片的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0024]在一些实施例中，各RF MEMS开关分别连接控制器模块，并通过所述控制器模块自动控制各RF MEMS开关的通断组合以调节发射频率。
[0025]本专利技术的有益效果至少是：
[0026]所述多波段可重构微带天线，在传统截角天线的基础上进行改进，引入RF MEMS开关控制各截角贴片与主贴片的通断，使得在改变表面电流路径方向的同时改变平均工作电流路径的长度，从而在K波段以及Ka波段实现频率的可重构，大幅度提高了可重构微带天线的通用性和集成度，基本覆盖了从20GHz到40GHz的大部分频段。
[0027]进一步地，引入RF MEMS开关对截角贴片和主贴片进行通断控制，在运行过程中具有功耗低、隔离度高、插入损耗低、互相调制分量低以及成本低的优点。
[0028]本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
[0029]本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不
构成对本专利技术的限定。在附图中：
[0031]图1为本专利技术一实施例所述多波段可重构微带天线的立体图；
[0032]图2为图1的主视图；
[0033]图3为图1的俯视图；
[0034]图4为本专利技术一实施例所述多波段可重构微带天线中RF MEMS开关的结构示意图；
[0035]图5为本专利技术一实施例所述多波段可重构微带天线中T型结微带功分器的结构示意图；
[0036]图6为本专利技术一实施例所述多波段可重构微带天线中T型结微带功分器的传输线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波段可重构微带天线，其特征在于，包括：金属地，作为基底用于保持公共地区域电压等势；基片，设置在所述金属地上方用于承载天线结构；辐射贴片，设置在所述基片上，所述辐射贴片为矩形，所述辐射贴片沿长度方向第一端的两个直角分割为两个第一类截角贴片，沿长度方向第二端的两个直角分割为两个第二类截角贴片，所述辐射贴片的剩余部分为主贴片，所述第一类截角贴片与所述第二类截角贴片的斜边长度不同；每个所述第一类截角贴片和所述第二类截角贴片分别通过一个RF MEMS开关连接所述主贴片，通过各RF MEMS开关的通断组合对发射频率进行重构；馈电微带线，连接所述主贴片用于馈电。2.根据权利要求1所述的多波段可重构微带天线，其特征在于，所述RF MEMS开关包括：分别设置在两侧的第一开关匹配微带线和第二开关匹配微带线，用于提供阻抗匹配；开关锚区，设置在所述第一开关匹配微带线或所述第二开关匹配微带线上；开关悬臂梁，第一侧连接固定所述开关锚区，第二侧悬空；下拉电极，设置在所述开关悬臂梁的底部，在加载直流电的情况下，吸附所述开关悬臂梁的并导通所述第一开关匹配微带线或所述第二开关匹配微带线。3.根据权利要求2所述的多波段可重构微带天线，其特征在于，所述金属地的材料为铝，所述基片的材料为石英玻璃，所述开关悬臂梁与所述辐射贴片的材料相同。4.根据权利要求1所述的多波段可重构微带天线，其特征在于，所述主贴片上还设有天线原型端口，用于采集所述天线结构在运行过程中的阻抗信息。5.根据权利要求1所述的多波段可重构微带天线，其特征在于，所述馈电微带线采用T型结微带功分器进行馈电。6.根据权利要求1所述的多波段可重构微带天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩可，叶倪军，刘义彬，王钰程，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：