一种复合可重构的超表面天线制造技术

本实用新型专利技术涉及天线技术领域，尤其是一种复合可重构的超表面天线，包括：由上往下依次设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一基板的顶部设有超表面结构；第二基板的顶部设有用于对超表面结构提供口径耦合馈电的口径天线、底部设有T形探针；第三基板的顶部设有环形天线、底部设有平衡天线和馈电网络；口径天线用于产生诱导电子场，以对超表面结构提供能量；T形探针的一端用于与馈线连接、另一端与平衡天线电连接；平衡天线还与环形天线电连接；馈电网络包括射频开关，射频开关用于控制天线的主辐射元件在环形天线和超表面结构之间切换工作；本实用新型专利技术提供的超表面天线能切换多种模式，且具备较高的通信质量。且具备较高的通信质量。且具备较高的通信质量。

【技术实现步骤摘要】
一种复合可重构的超表面天线


[0001]本技术涉及天线
，尤其是一种复合可重构的超表面天线。

技术介绍

[0002]为了满足现代无线通信的要求，需要设计出具有频率、极化、辐射模式的混合可重构能力的多功能天线。天线的极化可重构性可以及时切换极化状态，减轻多径影响，提高通信质量，从而提高通信。近年来，已经有大量极化和辐射可重构天线的研究成果。在这些已发表的工作中，极化和辐射可重构天线的常见方法是在馈电路径中蚀刻缝隙，并加载射频开关从而重新配置天线工作模式。一般来说，所有这些设计都将使用比较多的电子元器件，这将增加损耗和降低通信质量。此外，以往的工作大多具有极化可重构性不足，只有少数的工作模式。因此，需要提出一种具备多种切换模式的多功能天线。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术提供一种复合可重构的超表面天线，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0005]一种复合可重构的超表面天线，包括：由上往下依次设置的第一基板、第二基板和第三基板；
[0006]所述第一基板的顶部设有超表面结构；
[0007]所述第二基板的顶部设有用于对所述超表面结构提供口径耦合馈电的口径天线、底部设有T形探针；
[0008]所述第三基板的顶部设有环形天线、底部设有平衡天线和馈电网络；
[0009]所述口径天线用于产生诱导电子场，以对所述超表面结构提供能量；所述T形探针的一端用于与馈线连接、另一端与所述平衡天线电连接；所述平衡天线还与所述环形天线电连接；
[0010]所述馈电网络包括射频开关，所述射频开关用于控制天线的主辐射元件在环形天线和超表面结构之间切换工作。
[0011]可选的，所述第二基板和第三基板之间具有气隙。
[0012]可选的，所述气隙的厚度为1mm。
[0013]可选的，所述口径天线包括间隙设置的环形片和两对耦合口径，两对所述耦合口径围绕所述环形片正交设置。
[0014]可选的，所述环形片分别和两对所述耦合口径之间加载有电阻。
[0015]可选的，所述射频开关包括第一PIN二极管和第二PIN二极管，所述环形天线包括四对正交的电弧偶极子，所述平衡天线设有与所述环形天线连接的馈电点，所述馈电点的两侧分别连接所述第一PIN二极管和所述第二PIN二极管；所述第一PIN二极管用于导通所述平衡天线和所述环形天线，以使所述环形天线中的四对电弧偶极子形成水平全向辐射模
式；所述第二PIN二极管用于导通所述平衡天线和所述T形探针，以使所述口径天线产生诱导电子场，进而使所述超表面结构形成垂直定向辐射。
[0016]可选的，所述馈电点和所述第一PIN二极管之间设有第一电容，所述馈电点和所述第二PIN二极管之间设有第二电容。
[0017]可选的，所述电弧偶极子采用线极化HLP模式，最大辐射方向为开口方向。
[0018]可选的，所述第一基板、第二基板和第三基板均采用FR
‑
4覆铜板。
[0019]可选的，所述第一基板的厚度为2.5mm，所述第二基板的厚度为1mm、介电常数为2.2；所述第三基板的厚度为1.5mm、介电常数为4.4。
[0020]本技术的有益效果：通过控制嵌入在底层的射频开关，超表面天线的主辐射元件将在环形天线或超表面结构中工作。因此，超表面天线的辐射模式会在全方向性或定向性之间切换。此外，当超表面天线在定向辐射模式下工作时，可以通过机械旋转超表面结构获得极化可重构能力。超表面天线工作在水平线极化、垂直线极化、圆极化模式下具有良好的阻抗带宽，工作在圆极化模式下具有良好的轴向比带宽。
附图说明
[0021]图1是一实施例提供的一种复合可重构的超表面天线的整体示意图；
[0022]图2是一实施例提供的一种复合可重构的超表面结构的侧视图；
[0023]图3是一实施例提供的口径天线的正视图；
[0024]图4是一实施例提供的环形天线的正视图；
[0025]图5是一实施例提供的平衡天线的正视图；
[0026]图6是一实施例提供的射频开关的正视图；
[0027]图7是一实施例提供的一种复合可重构的超表面天线的正视图；
[0028]图8是一实施例提供的一种超表面天线的反射系数S11测试图；
[0029]图9是一实施例提供的一种超表面天线的轴比和增益曲线测试图。
具体实施方式
[0030]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本技术作进一步的描述。
[0031]在本技术的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0032]在本技术的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0033]如图1所示，本技术实施例提供的一种复合可重构的超表面天线，包括：由上往下依次设置的第一基板100、第二基板200和第三基板300；
[0034]所述第一基板100的顶部设有超表面结构110；
[0035]所述第二基板200的顶部设有用于对所述超表面结构110提供口径耦合馈电的口径天线210、底部设有T形探针220；
[0036]所述第三基板300的顶部设有环形天线310、底部设有平衡天线320和馈电网络330；
[0037]所述口径天线210用于产生诱导电子场，以对所述超表面结构110提供能量；所述T形探针220的一端用于与馈线连接、另一端与所述平衡天线320电连接；所述平衡天线320还与所述环形天线310电连接；
[0038]所述馈电网络330包括射频开关340，所述射频开关340用于控制天线的主辐射元件在环形天线310和超表面结构110之间切换工作。
[0039]本实施例中，所述超表面结构110蚀刻在所述第一基板100的顶部。T形探针220被制作在材质为F4BM220的第二基板200的底部，并通过一个短的金属连接到馈线上，T形探针220中较宽的一端连接馈线，较窄的一端连接平衡天线320。
[0040]本实施例提出了一种具有极化和辐射模式可重构能力的低剖面超表面天线。通过控制嵌入在底层的射频开关340，天线的主辐射元件将在环形天线310或超表面结构110中工作。因此，天线的辐射模式会在全方向性或定向性之间切换。此外，当天线在定向辐射模式下工作时，天线可以通过机械旋转超表面结构110获得极化可重构能力。最终，经测试，天线可以工作在水平线极化、垂直线极化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合可重构的超表面天线，其特征在于，包括：由上往下依次设置的第一基板、第二基板和第三基板；所述第一基板的顶部设有超表面结构；所述第二基板的顶部设有用于对所述超表面结构提供口径耦合馈电的口径天线、底部设有T形探针；所述第三基板的顶部设有环形天线、底部设有平衡天线和馈电网络；所述口径天线用于产生诱导电子场，以对所述超表面结构提供能量；所述T形探针的一端用于与馈线连接、另一端与所述平衡天线电连接；所述平衡天线还与所述环形天线电连接；所述馈电网络包括射频开关，所述射频开关用于控制天线的主辐射元件在环形天线和超表面结构之间切换工作。2.根据权利要求1所述的复合可重构的超表面天线，其特征在于，所述第二基板和第三基板之间具有气隙。3.根据权利要求2所述的复合可重构的超表面天线，其特征在于，所述气隙的厚度为1mm。4.根据权利要求1所述的复合可重构的超表面天线，其特征在于，所述口径天线包括间隙设置的环形片和两对耦合口径，两对所述耦合口径围绕所述环形片正交设置。5.根据权利要求4所述的复合可重构的超表面天线，其特征在于，所述环形片分别和两对所述耦合口径之间加载有电阻。6.根据权利要求1所述的复合可重构的超表面天线，其特征在于，所述射频开关包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁家军，杨华，章秀银，
申请(专利权)人：广东盛路通信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：