方向图可重构的类八木微带天线制造技术

一种方向图可重构的类八木微带天线包括：同轴馈线（１４）、金属底板（１５）、介质基片（１６），金属底板（１５）位于介质基片（１６）的下表面，其特征是：它还包括金属贴片（１７），金属贴片（１７）包括：位于中心位置的矩形金属贴片（１９）（以矩形金属贴片（１９）的中心为坐标原点），矩形金属贴片（２０）位于矩形金属贴片（１９）的正上方，矩形金属贴片（１８）位于矩形金属贴片（１９）的正下方以矩形金属贴片（１９）为中心关于Ｙ轴与矩形金属贴片（２０）对称；开槽矩形金属贴片（２１）以矩形金属贴片（１９）为中心关于Ｘ轴与开槽矩形金属贴片（２４）对称；开槽矩形金属贴片（２２）以矩形金属贴片（１９）为中心关于Ｘ轴与开槽矩形金属贴片（２３）对称；开槽矩形金属贴片（２１）上开有“＊”字形槽缝（２５）和（２６）；开槽矩形金属贴片（２２）、（２３）和（２４）的结构和开槽矩形金属贴片（２１）相同，各开槽金属贴片上两条“＊”字形槽缝的具体位置可以相同，也可以不同；开槽矩形金属贴片（２１）中，“＊”字形槽缝（２５）上搭接了六个微机电开关（３３～３８），“＊”字形槽缝（２６）上搭接了六个微机电开关（３９～４４）；开槽矩形金属贴片（２２）中，“＊”字形槽缝（２７）上搭接了六个微机电开关（４５～５０），“＊”字形槽缝（２８）上搭接了六个微机电开关（５１～５６）；开槽矩形金属贴片（２３）中，“＊”字形槽缝（２９）上搭接了六个微机电开关（５７～６２），“＊”字形槽缝（３０）上搭接了六个微机电开关（６３～６８）；开槽矩形金属贴片（２４）中，“＊”字形槽缝（３１）上搭接了六个微机电开关（６９～７４），“＊”字形槽缝（３２）上搭接了六个微机电开关（７５～８０）；金属贴片（１７）敷在介质基片（１６）的上表面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
方向图可重构的类八木微带天线所属
本专利技术属于电子
，它特别涉及带有微机电开关(MEMS)的微带贴片天线技术。
技术介绍
在许多有关天线的科技书籍中，比如“天线原理与设计”(谢处方，邱文杰编著)，都提到了八木天线(见图1)，这种天线是由一根有源振子和几根无源振子(包括引向器和反射器)组成。通过各振子之间的强耦合，在引向器和反射器的共同作用下，产生某一特定方向的辐射。缺点在于：只在一个方向上定向辐射，不能实现方向图的扫描，而且其立体结构难以和载体共形。文献“MEMS Reconfigurable Vee Antenna”(Microwave SymposiumDigest，1999 IEEE MTT-S International，Volume：4，13-19 June 1999)中描述了一种结构可重构的天线(见图2)，实现了天线辐射方向图的改变。但是其结构的改变是采用机械形式，反应速度比较慢。文献“On the Gain of a Reconfigurable-Aperture Antenna”(IEEE Transactionson Antenna and Propagation，Vol：49，NO.10，October 2001)中讲述如何采用微机电开关(MEMS)来实现天线结构的重新构造，结构见图3，从而使天线能在多个频率点上工作。但没有实现在一个频率点上天线辐射方向图的扫描。文献“A Novel 1-D Periodic Defected Ground Structure for Planar Circuits”(IEEE MICROWAVE AND GUIDED WAVE LETTERS，VOL.10，NO.4，APRIL2000)中提到了一种PBG结构(见图4)，通过改变PBG结构的形状或尺寸可产生带隙或阻带，达到改变频率特性的目的。如何去克服现有技术中存在的各种问题，并把各种不同类型天线的优点有机的结合起来还有待更深入的研究，
技术实现思路
为了克服现有的天线结构体积大、重量重、难以和载体共形的不足，同时实现在一个频率点上天线辐射方向图的扫描，本专利技术提供了一种方向图可重构的类八木微带天线，该微带天线具有体积小、重量轻、易于与载体共形，同时实现在一个频率点上的天线辐射方向图的扫描等特点。本专利技术提供的一种方向图可重构的类八木微带天线包括：同轴馈线14、金属底板15、介质基片16，金属底板15位于介质基片16的下表面，如图5所示，其特征是：它还包括金属贴片17，金属贴片17包括：位于中心位置的矩形金属贴片19(以矩形金属贴片19的中心为坐标原点)，矩形金属贴片20位于矩形金属贴片19的正上方，矩形金属贴片18位于矩形金属贴片19的正下方以矩形金属贴片19为中心关于Y轴与矩形金属贴片20对称；开槽矩形金属贴片21以矩形金属贴片19为中心关于X轴与开槽矩形金属贴片24对称；开槽矩形金属贴片22以矩形金属贴片19为中心关于X轴与开槽矩形金属贴片23对称，如图6所示；开槽矩形金属贴片21上开有字形槽缝25和26，如图7所示；开槽矩形金属贴片22、23和24的结构和开槽矩形金属贴片21相同，各开槽金属贴片上两条字形槽缝的具体位置可以相同，也可以不同；开槽矩形金属贴-->片21中，字形槽缝25上搭接了六个微机电开关(33～38)，字形槽缝26上搭接了六个微机电开关(39～44)，如图8所示；开槽矩形金属贴片22中，字形槽缝27上搭接了六个微机电开关(45～50)，字形槽缝28上搭接了六个微机电开关(51～56)，如图9所示；开槽矩形金属贴片23中，字形槽缝29上搭接了六个微机电开关(57～62)，字形槽缝30上搭接了六个微机电开关(63～68)，如图10所示；开槽矩形金属贴片24中，字形槽缝31上搭接了六个微机电开关(69～74)，字形槽缝32上搭接了六个微机电开关(75～80)，如图11所示；金属贴片17敷在介质基片16的上表面；能量通过同轴馈线14馈到天线上，如图5所示。需要说明的是上面采用的是同轴馈线14，馈电方式也可采用别的方式。本专利技术的实质是采用微带贴片天线的结构，其金属贴片17包含七片矩形金属贴片(18～24)，七片矩形金属贴片(18～24)按一定的方式敷在介质基片16的上表面：中间的贴片19作为有源贴片(能量通过同轴馈线14直接馈到这片贴片19上)，在有源贴片19的左右两边X轴对称的排列四片开有槽缝的贴片21、22和23、24(开槽贴片(21～24)的每一条槽缝(25～32)上都搭接着微机电开关(MEMS)(33～80))，在有源贴片19的前后两侧Y轴对称的排列两片贴片18和20。这样便得到本专利技术的基本天线结构。通过控制开槽贴片(21～24)上微机电开关(33～80)的工作状态(连接或断开)，使微带天线处于不同的工作状态，便可在同一个频率上得到主瓣指向不同的天线辐射方向图。本专利技术的有益效果是，由于采用金属贴片17，使天线平面化，实现了天线体积小、重量轻、易于与载体(如飞机)共形这一目的，同时实现了天线辐射方向图能够在一个频率点上进行扫描。天线结构简单，实现方便，具有很高的实用价值。附图说明图1是八木天线的示意图在图1中，1是反射器，2是引向器，3是馈电点；图2是文献“MEMS Reconfigurable Vee Antenna”所述天线的示意图在图2中，4是可重构的VEE天线，5是拉伸装置，6是传输线，7是介质基片，8是方向图主瓣方向；图3是文献“On the Gain of a Reconfigurable-Aperture Antenna”所述天线的示意图在图3中，9是馈电点，10是MEMS开关；图4是文献“A Novel 1-D Periodic Defected Ground Structure for Planar Circuits”所述的PBG结构的示意图在图4中，11是介质基片，12是金属底板上的DGS，13是金属导带；图5是本专利技术的基本结构的侧视图在图5中，14是同轴馈线，15是金属底板，16是介质基片，17是金属贴片；图6是金属贴片17的结构示意图图7是开槽矩形金属贴片上字形槽缝的示意图图8是开槽矩形金属贴片21的放大图图9是开槽矩形金属贴片22的放大图图10是开槽矩形金属贴片23的放大图-->图11是开槽矩形金属贴片24的放大图在图6、图7、图8、图9、图10和图11中，18、19、20均是矩形金属贴片，21、22、23、24均是开槽矩形金属贴片，25～32均是字形槽缝，33～80均是微机电开关(MEMS)；图12是第一个实施例的基本结构的俯视图图13是第一个实施例的天线辐射方向图(在与x轴成90度的平面内)在图13中，81是电场θ分量的辐射方向图，82是电场Φ分量的辐射方向图；具体实施方式在图12的实施例中，天线的尺寸和材料属性是：金属底板15和金属贴片17采用厚度为0.018mm的铜箔；金属底板15的尺寸为60×40mm2；矩形金属贴片19的尺寸为8×8mm2；矩形金属贴片18和20的尺寸为7×7mm2；开槽矩形金属贴片(21～24)的尺寸为7×7mm2；相邻矩形金属贴片的间距是0.8mm；字形槽缝(25～32)的两端矩形的尺寸为1.2×0.6mm2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种方向图可重构的类八木微带天线包括：同轴馈线(14)、金属底板(15)、介质基片(16)，金属底板(15)位于介质基片(16)的下表面，其特征是：它还包括金属贴片(17)，金属贴片(17)包括：位于中心位置的矩形金属贴片(19)(以矩形金属贴片(19)的中心为坐标原点)，矩形金属贴片(20)位于矩形金属贴片(19)的正上方，矩形金属贴片(18)位于矩形金属贴片(19)的正下方以矩形金属贴片(19)为中心关于Y轴与矩形金属贴片(20)对称；开槽矩形金属贴片(21)以矩形金属贴片(19)为中心关于X轴与开槽矩形金属贴片(24)对称；开槽矩形金属贴片(22)以矩形金属贴片(19)为中心关于X轴与开槽矩形金属贴片(23)对称；开槽矩形金属贴片(21)上开有字形槽缝(25)和(26)；开槽矩形金属贴片(22)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秉中，杨雪松，孙树辉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：