[發明專利]一種方向圖可重構的微帶縫隙天線

在審

• 申請號: 201810047767.8
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108232443A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李俊龍;羅淼輝;張祎明;劉輝;何賽靈
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q3/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，包括介質基板(13)、饋電網絡(15)、以及接地板(14)三層結構；所述介質基板(13)的頂層為饋電網絡(15)，底層為接地板(14)；所述接地板(14)包括輻射縫隙單元和設置在輻射縫隙單元末端的長方形槽，所述輻射縫隙單元和長方形槽用于實現天線的定向輻射；所述饋電網絡(15)包含正方形微帶貼片(8)、開關、四條“L”型微帶耦合枝節以及低通濾波器，所述四條“L”型微帶耦合枝節均通過開關連接到正方形微帶貼片，在各“L”型微帶耦合枝節末端設置一個低通濾波器，所述低通濾波器用于控制開關的導通與斷開，改變天線的工作模式。

2.根據權利要求1所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，所述輻射縫隙單元為四個旋轉對稱且相互間隔的輻射縫隙單元(1A、1B、1C、1D)，在輻射縫隙單元(1A、1B、1C、1D)末端分別設置長方形槽(2A、2B、2C、2D)；所述正方形微帶貼片(8)位于天線中心；所述四條“L”型微帶耦合枝節為微帶線(4A、4B、4C、4D)，分別通過開關(5A、5B、5C、5D)接連到正方形微帶貼片的四邊，所述開關為二極管開關。

3.根據權利要求2所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，在所述微帶線(4A、4B、4C、4D)末端分別設置有結構相同的低通濾波器，所述低通濾波器為開關偏置電路，在第一微帶線(4A)末端的開關偏置電路中包含電感器(9A)、電容器(10A)、導電枝節(6A)、以及金屬過孔(7A)；所述導電枝節(6A)包括第一導電枝節和第二導電枝節，所述第一導電枝節和第二導電枝節由電容器(10A)連接；所述第一導電枝節通過電感器(9A)連接在第一微帶線(4A)末端，并在第一導電枝節末端引出第一金屬柱(11A)；所述第二導電枝節通過電容器(10A)與第一導電枝節的中部連接，并在第二導電枝節上開設金屬過孔(7A)，所述金屬過孔(7A)為穿過介質基板(13)和接地板(14)；在所述第一微帶線(4A)末端的開關偏置電路中，電感器(9A)用作高頻電流的扼流圈，將高頻電流擋在微帶耦合枝節，無法流入導電枝節(6A)中；所述電容器(10A)用于將已通過電感(9A)的高頻電流，由該電容器經金屬過孔(7A)流向天線接地板，從而將高頻電流和低頻電流徹底分開。

4.根據權利要求2所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，在四個結構相同的開關偏置電路中引出四根結構相同的金屬柱(11A、11B、11C、11D)，所述金屬柱均穿過介質基板(13)和接地板(14)，并且與直流電源連接；為使四根金屬柱不與接地板(14)接觸，在接地板(14)上開設四個圓形槽(3A、3B、3C、3D)，所述四個圓形槽的直徑均大于所穿過的金屬柱的直徑。

5.根據權利要求1所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，所述介質基板(13)的介質常數為3.5，所述饋電網絡(15)和接地板(14)是通過在介質基板的上部和下部刻蝕得到。

6.根據權利要求2所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，所述正方形微帶貼片的邊長為4mm；所述四條“L”型微帶耦合枝節的寬度均為2mm，長度均為17.96mm。

7.根據權利要求2所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，所述四個輻射縫隙單元(1A、1B、1C、1D)結構相同，均為矩形狀，其長度為0.15λ₀，寬度為0.029λ₀，其中λ₀為中心頻率5.8GHz所對應自由空間的波長。

8.根據權利要求2所述的方向圖可重構的微帶縫隙天線，其特征在于，所述四個長方形槽(2A、2B、2C、2D)結構相同，其長度為8.4mm，寬度為4mm；并且長方形槽窄邊的一端與輻射縫隙單元的窄邊靠近，且距離為2mm；長方形槽的另一端窄邊直接連接天線的邊緣，呈現開口狀態。