一种平面方向图可重构天线制造技术

技术编号：40478072 阅读：6 留言：0更新日期：2024-02-26 19:13

本发明专利技术涉及一种平面方向图可重构天线，属于通信技术领域，它包括上到下依次设置的环形微带馈电结构、介质基板和金属地板；在金属地板上刻蚀有位于环形微带馈电结构四周的Vivaldi槽，所述环形微带馈电结构设置在介质基板的正中间，在环形微带馈电结构的正中间设置有同轴馈电探针，环形微带馈电结构通过同轴馈电探针实现对Vivaldi槽的激励；在每个Vivaldi槽的一侧设置有驱动电路，驱动电路与Vivaldi槽中跨接的电子开关元件连接。本发明专利技术利用电子开关控制Vivaldi的矩形槽线部分，有效控制其激励与辐射状态，从而进一步实现方向图可重构，也可以对其他类似渐变形槽线进行短路控制辐射。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信，尤其涉及一种平面方向图可重构天线。

技术介绍

1、随着无线通信的发展，对天线系统进一步提出了高度集成和多功能的要求，从而最大限度地利用有限的空间。可重构天线可以将多个功能集成到一个天线中，可分为方向图/频率/极化可重构天线。可重构天线不仅克服了传统天线固定结构和辐射性能的限制，而且具有更大的适用性。可重构天线可以提高抗干扰能力，提升信道容量，并灵活地满足多样化的设计要求。

2、其中方向图可重构天线即在工作频率以及极化方式一定的情况下，可以通过控制天线馈电或者利用电子开关元件，实现辐射方向图切换的天线。常见的实现天线方向图可重构的方法主要有以下几种：在天线辐射体上加载电子开关元件等以改变天线表面的电流；利用加载有电子开关元件的寄生单元，应用八木天线等原理以改变辐射波束的指向；利用多端口天线或电子开关元件控制天线的馈电幅度、相位或者单元的辐射状态。

3、目前常见的多端口多波束与加载寄生单元的方向图可重构天线，其天线馈电网络及其控制电路较为复杂，同时存在天线结构尺寸相对较大的问题，难以满足小型化的内置设备应用需求，在实际应用中受到了一定的限制。同时目前常见的平面方向图可重构天线的研究，往往天线结构与电子开关元件的控制相对复杂，其在工作带宽、波束切换能力等方面也存在一些不足。同时由于平面设计的局限性，平面方向图可重构天线通常在辐射方向图的多样性上仍有所欠缺，未能充分利用辐射体及电子开关元件实现控制，从而难以满足多功能的无线通信应用需求。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种平面方向图可重构天线，解决了现有技术存在的不足。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种平面方向图可重构天线，它包括上到下依次设置的环形微带馈电结构、介质基板和金属地板；在金属地板上刻蚀有位于环形微带馈电结构四周的vivaldi槽，所述环形微带馈电结构设置在介质基板的正中间，在环形微带馈电结构的正中间设置有同轴馈电探针，环形微带馈电结构通过同轴馈电探针实现对vivaldi槽的激励；在每个vivaldi槽的一侧设置有驱动电路，驱动电路与vivaldi槽中跨接的电子开关元件连接，控制对应vivaldi槽的辐射，实现平面方向图可重构。

3、所述vivaldi槽包括谐振腔、矩形槽线和指数渐变槽线；所述谐振腔连接矩形槽线的一端，矩形槽线的另一端连接指数渐变槽线，使得vivaldi槽的有效辐射区域随着频率发生变化。

4、所述驱动电路包括电子开关和直流偏置电路；所述直流偏置电路与电子开关连接，所述电子开关与所述矩形槽线上跨接的电子开关元件连接，从而控制对应vivaldi槽的辐射。

5、当直流偏置电路驱动电子开关控制对应vivaldi槽中的矩形槽线上跨接的电子开关导通时，矩形槽线被短路，能量无法传输，vivaldi槽不产生辐射；

6、当直流偏置电路驱动电子开关控制对应vivaldi槽中的矩形槽线上跨接的电子开关关断时，矩形槽线将能量传输至指数渐变槽线，vivaldi槽实现辐射。

7、所述环形微带馈电结构包括四个枝节，在每个枝节上连接有一环状微带线，在环状微带线上的电流分布均匀且幅度相同，实现对金属地板上刻蚀的vivaldi槽的有效激励。

8、在金属地板上刻蚀有4个vivaldi槽，4个vivaldi槽旋转对称，且均匀分布在环形微带馈电结构的四周。

9、在所述同轴馈电探针的一侧设置有接地的金属短路柱，在金属短路柱上设置有集总电容，通过集总电容和金属短路柱进一步实现多种状态下的匹配。

10、本专利技术具有以下优点：一种平面方向图可重构天线，利用电子开关控制vivaldi的矩形槽线部分，有效控制其激励与辐射状态，从而进一步实现方向图可重构，也可以对其他类似渐变形槽线进行短路控制辐射；通过结合4个旋转对称的辐射体结构，组合实现了8种指向单波束辐射状态和2种指向双波束辐射状态的切换，有效提高了可重构天线的方向图多样性；在单层介质基板上利用vivaldi天线结构展开设计，具有低剖面特性（0.0083 λ0），结构简单紧凑，在小型化的现代无线通信中有着良好应用前景；采用同轴探针馈电，仅利用4个电子开关元件实现了多种状态的切换，降低了加工成本，实现了低成本的多功能天线。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种平面方向图可重构天线，其特征在于：它包括上到下依次设置的环形微带馈电结构（1）、介质基板（3）和金属地板（2）；在金属地板（2）上刻蚀有位于环形微带馈电结构（1）四周的Vivaldi槽，所述环形微带馈电结构（1）设置在介质基板（3）的正中间，在环形微带馈电结构（1）的正中间设置有同轴馈电探针（4），环形微带馈电结构（1）通过同轴馈电探针（4）实现对Vivaldi槽的激励；在每个Vivaldi槽的一侧设置有驱动电路，驱动电路与Vivaldi槽中跨接的电子开关元件连接，控制对应Vivaldi槽的辐射，实现平面方向图可重构。

2.根据权利要求1所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：所述Vivaldi槽包括谐振腔（6）、矩形槽线（7）和指数渐变槽线（8）；所述谐振腔（6）连接矩形槽线（7）的一端，矩形槽线（7）的另一端连接指数渐变槽线（8），使得Vivaldi槽的有效辐射区域随着频率发生变化。

3.根据权利要求2所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：所述驱动电路包括电子开关（9）和直流偏置电路（10）；所述直流偏置电路（10）与电子开关（9）连

4.根据权利要求3所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：当直流偏置电路（10）驱动电子开关（9）控制对应Vivaldi槽中的矩形槽线（7）上跨接的电子开关导通时，矩形槽线（7）被短路，能量无法传输，Vivaldi槽不产生辐射；

5.根据权利要求1所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：所述环形微带馈电结构（1）包括四个枝节，在每个枝节上连接有一环状微带线，在环状微带线上的电流分布均匀且幅度相同，实现对金属地板（2）上刻蚀的Vivaldi槽的有效激励。

6.根据权利要求1所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：在金属地板（2）上刻蚀有4个Vivaldi槽，4个Vivaldi槽旋转对称，且均匀分布在环形微带馈电结构（1）的四周。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：在所述同轴馈电探针（4）的一侧设置有接地的金属短路柱（5），在金属短路柱（5）上设置有集总电容（11），通过集总电容（11）和金属短路柱（5）进一步实现多种状态下的匹配。

...

【技术特征摘要】

1.一种平面方向图可重构天线，其特征在于：它包括上到下依次设置的环形微带馈电结构（1）、介质基板（3）和金属地板（2）；在金属地板（2）上刻蚀有位于环形微带馈电结构（1）四周的vivaldi槽，所述环形微带馈电结构（1）设置在介质基板（3）的正中间，在环形微带馈电结构（1）的正中间设置有同轴馈电探针（4），环形微带馈电结构（1）通过同轴馈电探针（4）实现对vivaldi槽的激励；在每个vivaldi槽的一侧设置有驱动电路，驱动电路与vivaldi槽中跨接的电子开关元件连接，控制对应vivaldi槽的辐射，实现平面方向图可重构。

2.根据权利要求1所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：所述vivaldi槽包括谐振腔（6）、矩形槽线（7）和指数渐变槽线（8）；所述谐振腔（6）连接矩形槽线（7）的一端，矩形槽线（7）的另一端连接指数渐变槽线（8），使得vivaldi槽的有效辐射区域随着频率发生变化。

3.根据权利要求2所述的一种平面方向图可重构天线，其特征在于：所述驱动电路包括电子开关（9）和直流偏置电路（10）；所述直流偏置电路（10）与电子开关（9）连接，所述电子开关（9）与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董元旦，梁启明，刘成，刘月蓉，刘李云，王志波，
申请(专利权)人：微网优联科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人