双频宽带可重构微带天线制造技术

双频宽带可重构微带天线包括有辐射帖片（6）、微带槽线（3）、馈电电路（4）、用于控制频率转换实现频率重构的电控开关（5），辐射帖片（6）包括微带伞形振子（1）和与微带伞形振子（1）相连的微带折合振子（2）；微带伞形振子（1）位于微带折合振子（2）之下并由微带槽线（3）相连，构成微带天线的正面；馈电电路（4）包括两段连接后近似U形的微带线，构成微带天线的背面，所述U形的微带线位于微带伞形振子（1）的背面且开口向下，电控开关（5）处于馈电电路（4）的两段微带线的之间。通过电子开关在双频宽带上高速切换，可实现频谱的共享和信息的高效传输，提高频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线电天线领域，涉及一种可重构微带天线，尤其适用于认知无线电领域。
技术介绍
众所周知，无线电通信频谱是一种非常宝贵的自然资源。随着无线技术的迅速发展和雷达、导航、通信、遥测、遥感、电子对抗等需求的不断增长，以及无线通信在人们工作、 生活和娱乐中的应用范围不断扩展。现有频谱资源的紧缺已成为无线电
无法回避的重要问题。为了解决频谱资源匮乏问题，提高频谱的利用率，一种革命性的智能频谱共享技术一认知无线电(CR)技术被提出并得到了业界的欢迎。认知无线电技术从频谱再利用的思想出发，通过智能管理感知外界环境，通过学习，实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，自适应的调整其内部状态，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信以及对频谱资源的有效利用。认知无线电技术的发展对天线技术也提出了新的要求，在尽可能不增加天线数目和设备的情况下，让天线在尽量宽的频带或者多个频带上工作，具有多个工作模式并具有良好的传输特性是业界追求的目标。可重构天线以其多频带集成、结构紧凑、体积小、重量轻、成本低的特点受到了业界的青睐。该天线面向无线电技术特别是认知无线电技术，根据频谱开发和分配情况以及无线通信的具体要求，实现在不同频段的频谱共享和信息的高效传输，提高频谱利用率，针对一个平台需要多个天线的难题，该天线也同样适用，而且不增加天线的尺寸和设备的成本。
技术实现思路
技术问题天线工作受到频带的限制，在无线电技术特别是目前正在兴起的认知无线电技术中，如何实现双频天线集成，且要体积小、结构紧凑、频带宽、电性能优良是一个挑战性的课题。本专利技术的目的是开发一种双频宽带可重构微带天线，通过电子开关在双频宽带上高速切换，可实现频谱的共享和信息的高效传输，提高频谱利用率。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种双频宽带可重构微带天线，该天线包括有辐射帖片、微带槽线、馈电电路、用于控制频率转换实现频率重构的电控开关，辐射帖片包括微带伞形振子和与微带伞形振子相连的微带折合振子，在辐射帖片中间开有T 形槽构成微带槽线，微带伞形振子位于微带折合振子之下并由微带线相连，构成微带天线的正面；馈电电路包括两段连接后近似U形的微带线，构成微带天线的背面，所述U形的微带线位于微带伞形振子的背面且开口向下，电控开关处于馈电电路的两段微带线的之间。微带折合振子的两个微带臂末端是短路的，当天线工作在双频的低频段时，使微带折合振子末端短路点到馈电点的电长度等于λ low / 4，λ low为低频工作时中心频率的导波长，当天线工作在双频的高频段时，使馈电点到微带折合振子末端短路点的电长度为Xhigh / 2，λ high高频工作时中心频率的导波长。馈电点到槽线末端短路点的距离d在λ 1ο /6 λ low/4或者λ high / 4^3 λ high / 8之间，λ low为低频工作时中心频率的导波长，λ high高频工作时中心频率的导波长。当Xlow / 4兴Ahigh / 2时，则折中选取馈电点到微带折合振子末端短路点的长度介于λ Iow / 4与Xhigh / 2之间，λ low为低频工作时中心频率的导波长，Ahigh 高频工作时中心频率的导波长。有益效果1)天线是由微带伞形振子天线和微带折合振子天线加以合理的构造组合而成，具有天线结构紧凑、尺寸小、重量轻、共用简单的馈电，频带转换通过电控开关(亦可通过机械开关控制)，操作简单，控制方便。2)天线在工作频段内具有宽带特性。工作在低频段，可以实现大于25%的相对工作带宽；工作在高频段，可以实现大于47%的相对工作带宽(天线的驻波VSWR<2)。3)微带振子臂呈现伞形，通过控制振子臂的下倾角度可以控制天线方向性图的主瓣宽度，在频带内天线的方向性图具有较好的稳定性。4)采用成熟的PCB (印刷电路)加工工艺，易批量生产，加工精度较高、电性能稳定的天线。附图说明图la、双频宽带可重构微带天线透视图； 图lb、双频宽带可重构微带天线的底面图； 图lc、双频宽带可重构微带天线的顶面图2、3. 6GHz双频宽带可重构微带天线回波损耗图； 图3、2. 4GHz双频宽带可重构微带天线回波损耗图； 图4、2. 4GH时天线方向性图仿真结果； 图5、2. 4GH时天线方向性图实测结果； 图6、3. 6GHz时天线方向性图仿真结果； 图7、3. 6GHz时天线方向性图实测结果。其中有1一微带折合振子；2—微带伞形振子；3—微带槽线4一馈电电路；5—电控开关；6—福射贴片(包括微带折合振子和微带伞形振子)；wl为微带伞形振子天线的水平臂长，w2为微带折合振子天线的臂长，w3为馈电的微带线宽度，wb为馈电电路地板的宽度，Ia为馈电点与折合振子天线中心之间的距离，fedwl-fedw3为馈电电路中各节微带线的宽度，fedll-fedl3 为馈电电路中各节微带线的长度，fwl 为微带折合振子下臂的宽度，fw2 为微带折合振子上臂的宽度，Ql 为高频工作时微带线的谐振长度， ql+q2为低频工作时微带线的谐振长度， d 为馈电点到槽线末端短路点的距离， dw 为微带伞形振子臂的宽度， slotl, slot2分别为第一、第二段微带槽线的宽度， Φ 为微带伞形振子臂下倾角度， X 是电控开关接入点。具体实施例方式双频宽带可重构微带天线由微带伞形振子和微带折合振子构成的辐射贴片、微带槽线、馈电电路及电控开关组成，微带折合振子位于微带伞形振子之上并由微带槽线相连，处于辐射贴片异侧面的两段微带线构成馈电电路，中间插入电控开关(也可以是机械开关)。 该天线是将结构紧凑、性能优良的微带伞形振子和微带折合振子加以巧妙的构造组合，采用结构简单的微带-槽线耦合馈电方式，双频段共用馈电，并通过电控开关控制馈电电路微带线的谐振长度，从而实现天线在两个不同频段上进行工作转换，到达频率可重构的目的。双频宽带可重构微带天线，包括介质基板、微带伞形振子、微带折合振子、馈电电路和控制频率切换的电控开关。介质基板的上层金属表面是由两段微带线构成的馈电电路，下层金属表面是由微带伞形振子和微带折合振子组成的辐射贴片，中间开有“Τ”形槽构成微带槽线，微带伞形振子和微带折合振子通过微带槽线连接，由微带线与微带槽线交汇处的馈电点到微带折合振子短路末端的电长度介于Xlow / 4与Xhigh / 2之间U1ot为低频工作时中心频率的导波长，入11_高频工作时中心频率的导波长)。双频段共用馈电，馈电采用微带-槽线耦合方式，馈电点到槽线的底端短路点的距离d在λ lwAT λ low/4或者 Ahigh / Γ3 Ahigh / 8之间；馈电电路的微带线终端开路，电控开关安装在馈电电路的两段微带线之间，控制馈电电路微带线的谐振长度，实现双频之间的切换。当开关导通时，天线工作在低频段，馈电点到微带开路端长度为Xlow /4;当开关断开时，天线工作在高频段，馈电点到微带开路端长度为Xhigh /4。参见图1 一 7，双频宽带可重构微带天线，该天线包括辐射帖片6、微带槽线3、馈电电路4、用于控制频率转换实现频率重构的电控开关5，辐射帖片6包括微带伞形振子1和与微带伞形振子1相连的微带折合振子2。微带伞形振子1位于微带折合振子2之下并由微带线相连，馈电电路4包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频宽带可重构微带天线，其特征在于该天线包括有辐射帖片(6)、微带槽线 (3)、馈电电路(4)、用于控制频率转换实现频率重构的电控开关(5)，辐射帖片(6)包括微带伞形振子(1)和与微带伞形振子(1)相连的微带折合振子(2)，在辐射帖片(6)中间开有 T形槽构成微带槽线(3)，微带伞形振子(1)位于微带折合振子(2)之下并微带线相连，构成微带天线的正面；馈电电路(4)包括两段连接后近似U形的微带线，构成微带天线的背面，所述U形的微带线位于微带伞形振子(1)的背面且开口向下，电控开关(5 )处于馈电电路(4 )的两段微带线的之间。2.根据权利要求1所述的双频宽带可重构微带天线，其特征在于微带折合振子(2) 的两个微带臂末端是短路的，当天线工作在双频的低频段时，使微带折合振子(2)末端短路点到馈电点的电长度等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：华光，洪伟，岳西平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：