[實用新型]一種液體貼片天線

有效

• 申請號: 201721552556.7
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN207517860U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 褚慶昕;王磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種液體貼片天線，包括帶金屬地板的介質基板、激勵端口、金屬探針以及內置有液體的非金屬輻射貼片和內置有液體的非金屬短路貼片；所述非金屬短路貼片垂直固定在金屬地板上，其一端與金屬地板相連，形成接地短路，其另一端與平行于金屬地板的非金屬輻射貼片相連，所述非金屬短路貼片與非金屬輻射貼片構成一個倒L結構，且它們兩者內部的液體相連通，所述金屬探針的一端穿過介質基板伸入非金屬輻射貼片中，其另一端安裝上激勵端口，且所述金屬探針平行靠近于非金屬短路貼片，但不直接接觸。本實用新型具有較高的輻射效率、較高的增益、較寬的阻抗帶寬和全向輻射特性，工作頻率覆蓋2.26GHz～3.24GHz。

技術領域

本實用新型涉及天線領域，尤其是指一種液體貼片天線。

背景技術

隨著通訊技術的發展，通訊應用中對于天線的各種性能的要求越來越高，人們希望天線的體積要小、輻射效率要高、增益要高、帶寬要寬、全相性要好。傳統的天線結構逐漸的難以滿足這些要求，促使科研工作者不斷探究新材料新技術在天線技術中的應用，液體天線就是新材料在天線技術應用中的一個重要研究方向。

傳統天線尤其是貼片天線主要以金屬作為輻射結構，而液體天線的構想就是以液體代替傳統天線上的固態金屬結構或者固態介質諧振器結構作為天線的輻射單元。相比較傳統的金屬結構天線，液體天線具有以下幾個方面的優點；

1、體積小，在介質諧振器天線中，天線尺寸理論上可以縮減這個系數因子。

2、可重構性，液體相比較傳統天線形式具有可流動的特性，因此天線的形狀可以根據自身的要求隨時做出改變，例如通過調節液體的體積改變單極子的高度和直徑來實現頻率和帶寬的的轉換與調節。

3、較小的雷達截面，只有在使用時才泵入液體，可以有效的較少天線在雷達上的反射截面，同時，當水作為介質諧振器時，由于水的介電常數比較大也可以有效的降低雷達反射截面，能夠有效地躲避電子偵察。

4、成本低，液體天線大多使用導電的海水或者不導電的純凈水，相比較金屬結構或者介質諧振器結構在成本上的優勢十分明顯。

在液體天線設計中，主要根據其介質特性或者導電性涉及天線。最早利用液體導電性開展天線研究工作的是Hatch，他使用海水作為輻射媒質來支撐電流傳輸，并首次提出了“離子液體天線的概念”并由此開創了液體天線的研究。2005年H.Fayad設計了一款使用食鹽水作為導電媒質的海水天線，他通過在單極子天線周圍添加導電的食鹽水，由于食鹽水的介電常數較大，電磁波在食鹽水中的工作波長變短，所以同等長度的探針，加載食鹽水后天線的諧振頻率朝低頻方向移動。2012年Tam D.W.利用液體的流動性設計了一款動態海水單極子天線，由水泵噴射的水柱作為天線的單極子輻射結構，但是天線的性能受到噴射水柱流量跟風力等外界因素的影響較大，天線穩定性有待提高。2012年英國的Huang Yi教授提出了一種海水靜態單極子天線，通過改變海水中NaCl的含量來控制海水的導電率，當海水導電率較低時，海水是作為天線的介質諧振器，導電率較高時，海水是導體跟介質特性的混合特性天線。