[發明專利]基于液晶可控的陷波天線

在審

• 申請號: 201710028371.4
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106816700A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 翟會清;習磊;楊東;馮丹;臧義平
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q9/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別涉及一種陷波天線，可用于無線移動通信系統中無線信號的發射。

背景技術

天線作為無線通信系統中重要的前端器件，可以輻射或者接收射頻信號。然而天線亦會接收無用或有害信號，從而對無線通信造成干擾。隨著無線通信的發展，對天線要求更高，特別是要求天線智能化，即實現對頻帶的連續可調。

為了消除無用或有害信號對通信系統的干擾，通常在天線的饋電網絡加入帶阻濾波器來過濾這些信號，這不僅增加了系統的復雜度，也對天線的輻射性能造成了干擾。例如Jong-Hoon Lee和Nobutaka Kidera在國外期刊上發表的文章“Fully Integrated Passive Front-End Solutions for a V-band LTCC Wireless System”中設計了一個帶通濾波器并將其連接在四元天線陣上，實現了濾波特性，然而造成了系統的復雜度。還有一種方法就是引入陷波結構，在所需要消除的頻段形成陷波，從而達到濾波的目的。在天線結構中引入寄生枝節是一種很有效的陷波結構，如Chia-Ching Lin和Peng Jin在國外期刊上提出的“Single,Dual and Tri-Band-Notched Ultrawideband(UWB)Antennas Using Capacitively Loaded Loop(CLL)Resonators”中在寬帶天線旁邊添加了陷波開口環，形成了可調節的三陷波天線，然而可調是通過改變開口環的物理結構來實現的，在實際應用中難以實現。這些不利因素將會極大影響到無線通信乃至國防工業的發展。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的缺陷，提出一種基于液晶可控的陷波天線，以便于在實際應用中實現，滿足無線通信對多頻控制的要求。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一、技術原理

液晶作為一種嶄新的材料，具有易彎折、損耗低，以及介電常數隨偏置電壓改變的特點，已經在電磁領域獲得了極大地青睞。在國際上已經有很多學者們把液晶與天線結合在一起，做出了極為顯著地成績。如Saygin Bildik和Sabine Dieter投遞到國外期刊上的名為“Reconfigurable Folded Reflectarray Antenna Based Upon Liquid Crystal Technology”的文章中提出了一種基于液晶的反射陣天線，通過調節液晶達到了天線波束可調的效果。基于液晶介電常數可控的特點，不需要改變物理結構，易實現，本發明將其引用到陷波天線中，將兩個液晶介質塊分別放置在兩個階梯阻抗諧振器金屬微帶線下方來設計液晶可控的陷波天線，通過調節加載在液晶介質塊上下兩面的電壓來控制液晶的介電常數，從而調節兩個階梯阻抗諧振器金屬微帶線的諧振頻率，以達到陷波可調。

二、天線結構

根據上述思路，本發明基于液晶可控的陷波天線，包括上層天線輻射片15、下層天線輻射片16、天線介質板17和饋電端口18，其特征在于：

上層天線輻射片15的底部兩邊印制有兩個對稱的左階梯阻抗諧振器金屬微帶線13和右階梯阻抗諧振器金屬微帶線14，這兩個階梯阻抗諧振器金屬微帶線的結構相同，且處于同一平面；

天線介質板17的底端設有兩個對稱的左液晶介質塊11和右液晶介質塊12，這兩個液晶介質塊的厚度均為1mm-3mm,介電常數均為1.3-4.3；

左階梯阻抗諧振器金屬微帶線13和右階梯阻抗諧振器金屬微帶線14分別位于左液晶介質塊11和右液晶介質塊12之上。

進一步，上層天線輻射片15位于天線介質板17的上表面，下層天線輻射片16位于天線介質板17的下表面。

進一步，天線介質板17的厚度為1mm-3mm，介電常數為2.3。

進一步，上層天線輻射片15由上端為“葉子”形狀的金屬片和底部為矩形的金屬片組成。

進一步，下層天線輻射片16由上端為“葉子”形狀的金屬片和底部為“山”形的金屬片組成。

進一步，左右兩個階梯阻抗諧振器金屬微帶線13，14，均由一段彎折的金屬線和一個矩形片組成。

進一步，饋電端口18設置在陷波天線的底部，該饋電端口的一端與上層天線輻射片15的底部相連，另一端與下層天線輻射片16的底部相連。

進一步，饋電端口18的寬度為上層天線輻射片15底部的矩形金屬片的寬度，高度為天線介質板17的厚度。