【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，具体涉及一种方向图和极化可重构介质谐振天线。
技术介绍
1、方向图可重构天线能扩大辐射覆盖范围，极化可重构天线能减轻极化失配，它们都具有增强系统容量、减少信道干扰的功能，有利于提升无线通信系统的性能。
2、目前，实现天线方向图可重构的技术主要有：1)组成相控阵；2)加载基于八木天线理论的寄生结构(引向器、反射器)；3)激励辐射体的不同模式；4)激励天线中的不同辐射结构。方向图可重构天线的研究正在向多状态可重构发展。而极化可重构天线也向着宽带化、多状态的方向发展。在目前已有的研究成果中，大多数往往只针对方向图可重构或极化可重构中的一种进行设计，因此，将二者结合起来以拓展可重构的维度，同时实现天线的宽频带是一项有意义的工作。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有电调控、宽频带、能同时实现方向图和极化两个维度可重构的介质谐振天线。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种方向图和极化可重构介质谐振天线，包括介质谐振器、四根金属柱、上层、中层和下层三层介质基板、偏置电路、第一和第二耦合馈电结构、第一和第二金属地、可重构功分网络、两根同轴电缆以及若干尼龙柱；
3、第一金属地印制于上层介质基板的上表面，其中轴线的中心位置上开有十字形矩形缝隙；第一耦合馈电结构印制于上层介质基板的下表面；第二耦合馈电结构和偏置电路均印制于中层介质基板的下表面；两个耦合馈电结构在水平方向上呈正交放置，从而可以激励起
4、介质谐振器、上层介质基板和中层介质基板堆叠放置，并采用尼龙柱紧密固定；下层介质基板通过尼龙柱的支撑，与中层介质基板之间保留一定空气间隙，以减小第二金属地对耦合馈电结构的影响；
5、四根金属柱位于介质谐振器内部，呈均匀的田字型分布，关于十字形缝隙两两对称；每根金属柱均穿过上层、中层两层介质基板与偏置电路连接；由介质谐振器和金属柱构成天线的辐射结构；通过偏置电路控制每根金属柱的电偶极子模式是否被激发来控制天线在四个方向的定向倾斜辐射状态；
6、通过控制两个耦合馈电结构的输入信号状态，来激励起介质谐振器四种不同极化的te111模式，进而产生四种线极化辐射状态；
7、可重构功分网络通过其输入端接收控制信号，一分二可重构功分网络的两个输出端口分别通过两根同轴电缆向两个耦合馈电结构提供信号激励，为两个耦合馈电结构提供四种的信号状态。
8、进一步的，两耦合馈电结构的输入端分别加载有接地的集总元件，以改善匹配，拓展带宽。
9、具体的，介质谐振器采用陶瓷介质，印制有金属地、耦合馈电结构和可重构功分网络的介质基板采用pcb板。天线整体采用pcb板、陶瓷介质和金属导体组合而成，结构简单，易于加工组装。使用高介电常数的陶瓷介质谐振器，有效减小了天线尺寸，可提升空间利用效率。
10、本专利技术的有益效果是：由于可重构功分网络的应用，该天线仅有一个输入端口，更加符合工程实际应用；通过电调控实现了八种状态的方向图/极化可重构，能有效提升无线通信系统的性能。本专利技术天线具有电调控、可重构状态丰富特点。进一步的，由于集总元件的加载有效改善了阻抗匹配，使得工作频带宽，完整地覆盖了5g-n78频段，适于5g场景下的应用。
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1.一种方向图和极化可重构介质谐振天线，其特征在于，包括介质谐振器、四根金属柱、上层、中层和下层三层介质基板、偏置电路、第一和第二耦合馈电结构、第一和第二金属地、可重构功分网络、两根同轴电缆以及若干尼龙柱；
2.如权利要求1所述天线，其特征在于，介质谐振器横截面呈正方形。
3.如权利要求1所述天线，其特征在于，偏置电路包括四个PIN二极管，偏置电路中的每一根PIN二极管通过中间层介质基板与一根金属柱连接，偏置电路中一个PIN二极管导通时，对应相连的一根金属柱的电偶极子模式被激励。
4.如权利要求1所述天线，其特征在于，两个耦合馈电结构均为Y形金属贴片；第一和第二耦合馈电结构的输入端均加载有用于调节阻抗匹配的接地集总元件。
5.如权利要求1所述天线，其特征在于，可重构功分网络包括八个PIN二极管，通过控制这八个PIN二极管的导通与截止实现四种信号状态的输出：任一单端口输出、双端口等幅同相输出和双端口等幅反相输出。
【技术特征摘要】
1.一种方向图和极化可重构介质谐振天线，其特征在于，包括介质谐振器、四根金属柱、上层、中层和下层三层介质基板、偏置电路、第一和第二耦合馈电结构、第一和第二金属地、可重构功分网络、两根同轴电缆以及若干尼龙柱；
2.如权利要求1所述天线，其特征在于，介质谐振器横截面呈正方形。
3.如权利要求1所述天线，其特征在于，偏置电路包括四个pin二极管，偏置电路中的每一根pin二极管通过中间层介质基板与一根金属柱连接，偏置...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志钦，雷世文，张靖悦，樊宣允，赵崎成，周辰，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院衢州，
类型：发明
国别省市：
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