[發明專利]一種三角形微帶貼片方向圖可重構八木天線

有效

• 申請號: 201010609843.3
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102110914A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 楊雪松;張建;王秉中
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q25/04
• 分類號: H01Q25/04;H01Q19/30;H01Q9/04;H01Q1/36
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于電子技術領域，涉及天線技術，具體是指一種方向圖可重構的微帶貼片天線。

背景技術

可重構天線的概念最早是在1983年的專利“Frequency-Agile，Polarization?DiverseMicrostrip?Antennas?and?Frequency?Scanned?Arrays”中提出。1999年在美國國防部高級研究計劃局(DARPA)制定名為“Reconfigurable?Aperture?Program(RECAP)”的計劃后，許多研究機構對可重構天線進行了研究，取得了一系列的研究成果。目前可重構天線已經成為天線領域一個非常熱門的研究方向，并在通信、雷達等許多方面獲得了應用。

可重構天線按照其重構的天線特征可以分為三類：頻率可重構天線、方向圖可重構天線和頻率與方向圖同時可重構天線。通過改變天線的結構可以使天線在工作頻率、輻射方向圖或者極化方式等多個參數中的一種或者多種發生改變，從而使一個天線能實現多種天線功能。

改變天線的輻射方向圖，可以避開噪聲源或電子干擾，提高通信質量及安全性，并且可以將信號對準需要進行通信的用戶而節約能量。所以，在無線通信、衛星通信和雷達等領域，對方向圖可重構天線有很大的需求。同時，由于微帶貼片天線具有體積小、剖面低、質量輕等優點，可以很好地與載體表面共形，而不影響載體的空氣動力學特性，因此非常適合安裝于飛行器表面。同時，微帶天線成本低、加工方便，且容易與微波集成電路集成在同一個電路上，有利于減輕天線重量和體積，降低成本，并實現系統的高效集成。

2004年，S.Zhang，G.H.Huff等人在文章“A?Pattern?Reconfigurable?Microstrip?ParasiticArray”中利用微帶振子實現了方向圖可重構的八木天線，在那以后，研究人員提出了多種以八木天線為基礎的方向圖可重構天線，如Xue-Song?Yang，Bing-Zhong?Wang等人的“Yagi?PatchAntenna?With?Dual-Band?and?Pattern?Reconfigurable?Characteristics”和Bo-shiou?Ke，Tatsuo?Itoh等人的“A?Two-Element?Yagi-Uda?Array?Using?Tunable?Slot?Antenna”等一系列文章。

Xue-Song?Yang，Bing-Zhong?Wang等人在“Yagi?Patch?Antenna?With?Dual-Band?and?PatternReconfigurable?Characteristics”(IEEE?antennas?and?wireless?propagaion?letters，vol.6，2007.)一文中提出了一種方向圖可重構八木天線，其結構如圖1所示，整個天線由五個矩形貼片組成，正中間尺寸稍大的貼片為激勵元，兩側的四個尺寸稍小的矩形貼片作為寄生元。每個寄生元上開有槽縫，槽中安裝三個開關，通過控制安裝在槽中開關的狀態，可以令寄生貼片作引向器或者反射器。當寄生貼片上槽縫正中間的開關斷開，而另外兩個開關閉合時，寄生貼片作引向器；而當寄生貼片上的三個開關都斷開時，寄生貼片作反射器。當激勵單元某一側的兩個貼片狀態都為引向器，而另一側靠近激勵元的貼片為反射器，就可以讓輻射方向圖向引向器方向偏轉。反射器外面的寄生貼片狀態對方向圖的影響不明顯。這樣一種能實現輻射方向圖波束方向改變的天線就是一種可重構微帶貼片八木天線。該天線由于寄生元貼片數量較多，天線尺寸較大；同時由于輻射貼片是矩形，只能沿四個方向實現方向圖重構。。

發明內容

本發明提供一種三角形微帶貼片方向圖可重構八木天線，該天線具有三角形微帶貼片結構；在不同模式下，工作頻率基本保持不變，方向圖波束可以根據需要，向不同方向偏轉；同時，該天線具有尺寸小、剖面低的特點，能與載體表面共形，也能夠組成陣列，實現方向圖在大范圍內掃描。

本發明技術方案如下：