一种2-bit可重构反射阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种2

【技术实现步骤摘要】
一种2
‑
bit可重构反射阵天线


[0001]本专利技术涉及通信天线设备
，具体涉及一种2
‑
bit可重构反射阵天线。

技术介绍

[0002]可重构反射阵天线的设计思路是在传统微带反射单元上加载可重构技术，可以在不改变反射单元的物理结构的情况下，通过可重构技术使得反射单元产生不同的反射相位，从而实现整个阵面上相位分布的自适应变化，最终实现天线多种性能的自适应调整，提高整个天线的利用率。
[0003]目前，由于1
‑
bit可重构反射阵天线具有设计简单的优点，因此对可重构反射阵天线的研究主要集中于1
‑
bit的研究，其中实现1
‑
bit的相位调节的无源器件主要有PIN二极管、RF
‑
MEMS开关等，但由于采用1
‑
bit的相位量化误差较大，将导致约3.7dB的损耗，从而使得反射阵天线的效率较低；而采用2
‑
bit相位量化反射阵可以有效提高相位量化精度，显著降低损耗(其损耗可降低到0.8dB以下)，但是天线结构复杂，由此导致整个反射阵天线的体积较大，不利于在诸如隧道等狭小空间内布设。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中2
‑
bit反射单元存在的单元结构复杂的缺陷，本专利技术公开了一种2
‑
bit可重构反射阵天线，采用本专利技术所述技术方案能够有效降低反射阵天线的体积和厚度，提高天线对狭小空间的适应能力，同时其还具有量化精度高、损耗低等优点。
[0005]一种2
‑
bit可重构反射阵天线，包括介质基板和地板，介质基板与地板之间还设置有隔离层；所述介质基板上设置有若干组相互独立的反射阵元；所述反射阵元包括第一反射单元和第二反射单元，第一反射单元与第二反射单元均为1
‑
bit反射单元，且所述第一反射单元和第二反射单元的反射相位角相差60
°‑
120
°
。
[0006]优选的，第一反射单元位于介质基板顶面，第二反射单元位于介质基板底面，且所述第一反射单元和第二反射单元的反射相位角相差90
°
。
[0007]优选的，第一反射单元包括固定于介质基板上的第一反射片，所述第一反射片还连接有相位延迟线，相位延迟线上设置有用于控制其有效工作长度的PIN二极管，以实现对第一反射单元的相位调节。
[0008]优选的，介质基板顶面还设置有若干隔离单元，所述隔离单元与第一反射单元一一对应，并将第一反射单元隔离，以实现在介质基板顶面内分别对各个所述第一反射单元进行屏蔽。
[0009]优选的，隔离单元为金属环，并在介质基板顶面将所述第一反射单元包围。
[0010]优选的，隔离单元为锯齿形结构。
[0011]优选的，隔离单元包括若干金属隔离柱，各所述金属隔离柱围合成将所述第一反射单元包围的环形结构。
[0012]优选的，第二反射单元包括对称设置的第二反射片和第三反射片，所述第二反射
片与第三反射片之间设置有控制二者导通状态的PIN二极管。
[0013]优选的，隔离层为采用F4BM板材制作的隔离板。
[0014]优选的，介质基板与地板之间设置有若干支撑柱，并通过所述支撑柱将所述介质基板和地板分离，以在所述介质基板与地板之间通过空气形成所述隔离层。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术所述反射阵天线包括若干反射阵元，反射阵元包括绝缘连接的介质基板和地板，介质基板上设置有第一反射单元和第二反射单元，第一反射单元与第二反射单元均为1
‑
bit反射单元，且所述第一反射单元和第二反射单元的反射相位角之差为60
°‑
120
°
；所述介质基板与地板之间还设置有空气腔；
[0017]与现有技术相比，本专利技术在一个介质基板上整合设置有两个反射单元，且两个反射单元均是1
‑
bit反射单元，同时第一反射单元和第二反射单元的反射相位角相差60
°‑
120
°
，由于第一反射单元和第二反射单元的反射相位角不同，因此在实际工作过程中两反射单元的反射相位角将相互错开，从而通过两个1
‑
bit的反射模块实现4种相位状态，且相邻两反射状态之间相位角相差90
°
；即通过两个结构相对简单的1
‑
bit反射单元的叠加实现了2
‑
bit反射单元的技术效果，大大扩展了反射阵天线的性能；
[0018]同时由于本专利技术是通过两个1
‑
bit反射单元的叠加实现上述功能，而1
‑
bit反射单元的结构相较于2
‑
bit反射单元更加简单，因此本专利技术所述反射阵天线相对于传统意义上的2
‑
bit反射阵天线而言，其在保证反射阵天线性能的前提下实现了对反射单元的结构简化，降低了反射阵天线结构的复杂度，有利于降低反射天线阵的结构复杂度，使其满足狭小空间内的使用要求。
[0019]同时通过本专利技术所述方案还能够大幅提高相位量化精度，降低量化损耗，提高反射效率；同时还可以实现大角度的空间波束扫描。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术实施方式1所述一种2
‑
bit可重构反射阵天线的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施方式1中反射阵元结构示意图；
[0023]图3为本专利技术基板正面结构示意图；
[0024]图4为本专利技术基板背面结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施方式2中反射阵元结构示意图；
[0026]图6为本专利技术所述2
‑
bit可重构反射阵方向性系数随扫描角度的变化图；
[0027]图7为本专利技术所述2
‑
bit可重构反射单元对应的四种相位状态随频率变化曲线；
[0028]图8为本专利技术所述2
‑
bit可重构反射单元波束指向30deg的3D仿真效果图。
[0029]附图标记：1
‑
介质基板，2
‑
地板，3
‑
隔离层，4
‑
第一反射单元，5
‑
第二反射单元，6
‑
PIN二极管，7
‑
隔离单元，8
‑
隔离柱，9
‑
支撑柱，41
‑
第一反射片，42
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2
‑
bit可重构反射阵天线，包括介质基板(1)和地板(2)，介质基板(1)与地板之间还设置有隔离层(3)；其特征在于，所述介质基板(1)上设置有若干组相互独立的反射阵元；所述反射阵元包括第一反射单元(4)和第二反射单元(5)，第一反射单元(4)与第二反射单元(5)均为1
‑
bit反射单元，且所述第一反射单元(4)和第二反射单元(5)的反射相位角相差60
°‑
120
°
。2.根据权利要求1所述的一种2
‑
bit可重构反射阵天线，其特征在于：所述第一反射单元(4)位于介质基板(1)顶面，第二反射单元(5)位于介质基板(1)底面，且所述第一反射单元(4)和第二反射单元(5)的反射相位角相差90
°
。3.根据权利要求1所述的一种2
‑
bit可重构反射阵天线，其特征在于：所述第一反射单元(4)包括固定于介质基板(1)上的第一反射片(41)，所述第一反射片(41)还连接有相位延迟线(42)，相位延迟线(42)上设置有用于控制其有效工作长度的PIN二极管(6)，以实现对第一反射单元(4)的相位调节。4.根据权利要求1所述的一种2
‑
bit可重构反射阵天线，其特征在于：所述介质基板(1)顶面还设置有若干隔离单元(7)，所述隔离单元(7)与第一反射单元(4)一一对应，并将第一反射单元(4)隔离，以实现在介质基板(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马征，田广映，胡昌海，吴彦良，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：