[發明專利]基于共形有源頻率選擇表面的可重構天線

在審

• 申請號: 201210000195.0
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102570034A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 歐陽駿;王良翼;楊峰;韓旺旺;張凱之;張劍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q3/46
• 分類號: H01Q3/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種共形有源頻率選擇表面的可重構天線，該發明可以實現可重構高增益天線系統。?

背景技術

頻率選擇表面(FSS)具有特有的頻率響應特性，自其概念被提出來便一直受到高度重視，獨特的電性能使其不僅在衛星通信領域得到廣泛應用，同時在飛行器隱身方面也扮演著重要角色。頻率選擇表面被廣泛應用于電磁隱身、電磁兼容、軍事通信、電子對抗等領域。平面無源頻率選擇表面有較多的研究，有其獨特的優點，應用較為廣泛。但是平面無源頻率選擇表面在加工完成后，其電氣性能均無法改變，因而在復雜的電磁環境中無法快速適應外部電磁環境的變化而發揮最大作用，而共形有源頻率選擇表面可以通過控制外加激勵來解決這一缺陷。?

一切無線通信、軍/民用雷達等各種無線系統都是利用無線電波來進行工作的，而無線電波的接受和發射則是依靠天線完成。天線的主要功能有二：其一是能量轉換功能，其二是定向輻射(或者接收)功能。天線的特性直接影響到整個無線系統的工作特性，是無線系統的關鍵部件之一。現代大容量、多功能、超寬帶綜合信息系統的迅猛發展，使得在同一平臺上搭載的信息子系統數量增加，作為無線系統中信息出入必然通道的天線數量也相應增加。從降低綜合信息系統的整體成本、減輕重量、減小系統的雷達散射截面、實現良好的電磁兼容特性等方面來看，這種現象非常有害，也成為制約綜合信息系統進一步向大容量多功能超寬帶方向發展和應用的一大瓶頸。為了克服這個瓶頸，“可重構天線”的概念被提出并獲得發展，可重構天線的研究意在使天線能根據實際環境的需求實時重構天線特性。?

發明內容

本發明的目的是提供一種基于共形頻率選擇表面的可重構天線，通過共形有源頻率選擇表面控制偶極子天線的方向圖，從而實現天線系統方向圖的可重構及高增益。?

本發明中的共形有源頻率選擇表面的可重構天線包括空心圓柱介質層、共形于圓柱介質層上的金屬十字架、二極管、偶極子天線、控制電路。?

共形于空心圓柱介質層外表面的金屬十字架是用平面中對稱的十字架結構共形而制成，共形金屬十字架沿Z軸和圓柱外表面方向周期排列，每列十字架中相鄰的兩個十字架用二極管連接。?

二極管的通斷狀態由位于圓柱上下表面的控制電路產生的偏置電壓所控制，偏置電壓加在每列十字架的兩端，從而可以控制二極管的通斷狀態。?

偶極子天線位于共形有源頻率選擇表面的中心。將圓柱上的頻率選擇表面分成兩部分，通過控制電路使圓柱上一部分頻率選擇表面處于透射狀態，另一部分處于發射狀態，因此該共形有源頻率選擇表面將偶極子全向方向圖變為定向輻射方向圖。通過控制電路改變圓柱上每部分頻率選擇表面的頻響特性，定向輻射方向圖可以實現360度掃描。?

本發明的優點：第一，發明共形有源頻率選擇表面，實現頻率選擇表面和共形技術相結合的應用，第二，將有源控制技術應用于共形頻率選擇表面，實現共形有源頻率選擇表面，第三，將共形有源頻率選擇表面結合偶極子天線，實現高增益可重構天線。?

附圖說明

圖1是本發明結構的三視圖。?

其中空心圓柱介質層1，共形十字架2，二極管3，偶極子天線4，控制電路5，空心圓柱介質層的高度H，空心圓柱介質層的半徑R。?

圖2是本發明的俯視圖。?

其中偶極子天線6，接通二極管7，斷開二極管8，空心圓柱介質層9，部分控制電路10。?

圖3頻率選擇表面諧振單元。?

其中二極管11，介質層12，金屬架13。?

圖4二極管通斷時的電路模型。?

圖5頻率選擇表面在不同二極管狀態下的頻響特性。?

圖6基于共形頻率選擇表面可重構天線E面方向圖。?

圖7基于共形頻率選擇表面可重構天線H面方向圖。?

具體實施方式

參照圖1，本發明為基于共形有源頻率選擇表面的可重構天線，包括空心圓柱介質層(1)，?共形于空心圓柱介質外層的金屬十字架(2)，二極管(3)，偶極子天線(4)，控制電路(5)。沿Z軸及圓柱外表面方向，共形十字架周期性排列，每列相鄰十字架由二極管相連，控制電路產生偏置電壓并將偏置電壓加在每列十字架兩端，以便于控制二極管的通斷狀態。?