[發(fā)明專利]一種方向圖可重構(gòu)天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410198621.5
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103956588A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永春;包蕾;吉樹新;張松軼;孫劍宇
• 申請（專利權(quán)）人: 河北遠東通信系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類號: H01Q25/00
• 分類號: H01Q25/00;H01Q1/36
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及方向圖重構(gòu)天線技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種方向圖可重構(gòu)天線。本發(fā)明實現(xiàn)了可重構(gòu)微帶天線的小型化，能夠用于手機和集群終端等移動通訊設(shè)備中。

背景技術(shù)

近年來，隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線通信在人們的生活中的作用越來越突出，無線通信的頻譜資源日益枯竭，為了實現(xiàn)大容量通信系統(tǒng)的多功能和超寬帶化，多入多出(MultipleInput?MultipleOutput，MIMO)技術(shù)開始被廣泛研究與應(yīng)用。由于MIMO技術(shù)需要多根天線，因此通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜，天線間的互耦會帶來電磁兼容方面的問題，增大系統(tǒng)開發(fā)難度和成本。相控陣天線技術(shù)相對成熟，但是存在饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、需增加移相器以及由此造成的高成本和高技術(shù)難度等缺點，在此背景下可重構(gòu)天線應(yīng)運而生。可重構(gòu)天線按照功能可分為頻率可重構(gòu)天線、方向圖可重構(gòu)天線、頻率和方向圖同時可重構(gòu)天線、極化可重構(gòu)天線等。具體實現(xiàn)方法是在天線輻射體中加載變?nèi)荻O管、RF-PIN或者MEMS開關(guān)，通過控制開關(guān)的狀態(tài)改變天線的輻射特性，使一個天線具有多副天線的功能。可重構(gòu)天線為提高無線通信系統(tǒng)容量、擴展系統(tǒng)功能、增加系統(tǒng)工作帶寬、實現(xiàn)軟件無線電等方面提供重要的技術(shù)保障，將對無線通信技術(shù)帶來深遠的影響。

目前，所研究的大部分可重構(gòu)天線只實現(xiàn)了方向圖、頻率和極化方式中的一種特性的重構(gòu)，混合可重構(gòu)天線由于可變參數(shù)較多，因此實現(xiàn)比較困難。但是隨著人們對無線通信技術(shù)的需求越來越多，無線通信終端設(shè)備的功能會越來越多，工作頻段也會越來越寬，混合重構(gòu)天線的出現(xiàn)，不但能有效減小天線對人體的輻射，而且能實現(xiàn)天線的寬頻帶工作，對無線終端產(chǎn)品的多功能化有著現(xiàn)實的意義，因此，方向圖可重構(gòu)手機天線具有巨大的市場應(yīng)用價值，所以設(shè)計方向圖可重構(gòu)功能的小型化天線對增加天線的實用性具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種方向圖可重構(gòu)天線。通過控制MEMS開關(guān)201的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)天線方向圖的重構(gòu)，降低方向圖朝向人體側(cè)的增益，減小天線對人體的輻射，減少天線輻射能量的不必要損耗，提高天線能量的利用率。該天線可以使用在低頻段的移動終端或集群終端等便攜設(shè)備上。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

一種方向圖可重構(gòu)天線，包括與饋線401相連的有源振子101和分別對稱設(shè)置于有源振子101前后兩側(cè)且與有源振子101水平平行的前無源振子102和后無源振子103，其特征在于：所述的有源振子101由兩個對稱設(shè)置的蛇形有源振子組成，蛇形有源振子位于對稱中心的一端較窄，另一端較寬；在有源振子101的下方還設(shè)置有一個與有源振子101平行的下無源振子105，有源振子101與下無源振子105之間為下介質(zhì)板302。

其中，在有源振子的上方還設(shè)置有一個與有源振子平行的上無源振子104有源振子101。

其中，所述的上無源振子104上設(shè)置有2個MEMS開關(guān)201，該2個MEMS開關(guān)201位置相對于上無源振子104中心對稱設(shè)置。

其中，所述的有源振子101的長度為0.26倍波長，上無源振子104的長度為0.19倍波長。

其中，所述的下無源振子105上設(shè)置有2個MEMS開關(guān)201，該2個MEMS開關(guān)201位置相對于下無源振子105中心對稱設(shè)置。

其中，所述的前無源振子102和后無源振子103上各設(shè)置有3個MEMS開關(guān)201，其中一個MEMS開關(guān)201位于無源振子102、103的中心位置，另兩個MEMS開關(guān)201相對于該無源振子102、103中心對稱設(shè)置。

其中，有源振子101與上無源振子104之間為上介質(zhì)板301，有源振子101與下無源振子105之間為下介質(zhì)板302，上介質(zhì)板301和下介質(zhì)板302材質(zhì)相同，有源振子101全部埋藏于上介質(zhì)板301和下介質(zhì)板302之間。

其中，所述的有源振子101與前無源振子102之間的間距以及有源振子101與后無源振子103之間的間距均為0.064倍波長；所述的有源振子101與上無源振子104之間的間距以及有源振子101與下無源振子105之間的間距均為0.0085倍波長。

其中，蛇形有源振子101的寬端與窄端連線對應(yīng)的頂角為5.8度。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及特性：

(1)采用層疊式微帶八木天線結(jié)構(gòu)，天線方向圖控制更加靈活，提高能量利用率，減小天線對人體的輻射，抗干擾能力強。

(2)天線有源振子采用蛇形結(jié)構(gòu)，埋藏于介質(zhì)中，有效的減小了天線尺寸，擴大了天線應(yīng)用范圍。