[發明專利]一種多極化可重構天線

在審

• 申請號: 201810190101.8
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108429001A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 李家林;姚鳴;李華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q15/24
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發明公開了一種多極化，即線極化與左右旋圓極化可重構微帶天線，屬于微波天線技術領域。本發明包括介質基片、金屬接地板、輻射貼片、開關和調諧枝節。輻射貼片切角后通過一個開關與一段傳輸線相連，通過改變開關狀態實現線極化和左、右旋圓極化之間的重構。本發明采用固定單路饋電，只引入單調諧枝節便實現了線極化與左右旋圓極化的可重構，整個天線結構簡單；相比于使用多個開關控制的多極化可重構天線，本天線僅使用一個開關，從而簡化結構、提高可靠性并進一步降低成本。本發明可應用于雷達和通訊系統等方面，如應用于飛行器、艦船、車載裝置上，以及無線通信的固定或移動終端設備上。

技術領域

本發明屬于微波天線技術領域，具體涉及一種線極化與左右旋圓極化可重構的天線，滿足根據需要切換天線極化狀態的要求。

背景技術

天線的極化是指天線在輻射電磁波時，空間給定點上電場強度矢量的取向隨時間變化的特性，并用電場強度矢量的端點隨時間變化的軌跡來描述。天線的極化分為線極化、圓極化和橢圓極化。若采用線極化天線作為接收端時，極易產生極化失配現象，嚴重影響天線收發質量。而圓極化天線具有如下優點：圓極化天線能收到任意線極化的來波，圓極化天線輻射的圓極化波也可以由任意極化的天線收到；圓極化天線具有旋向正交性，若天線輻射右旋圓極化波，則只接收左旋圓極化波而不接收右旋圓極化波，反之亦然；利用旋向正交性可達到比較理想的極化隔離；圓極化波入射到對稱目標，反射波變為反旋向等。正是由于這些特點使圓極化天線具有較強的抗干擾能力，已經被廣泛應用于電子偵察、電子干擾、電子對抗、通信和雷達等領域。

多極化可重構天線通過重構天線輻射波的線極化與左、右旋極化狀態，消除多徑效應所造成的信號衰落等影響，很好的解決了無線通信中極化失配等問題，從而提高系統在變化環境中的抗干擾能力。目前，多極化可重構微帶天線有多種實現方式，但總體結構較為復雜且需要較多開關，使其可靠性降低、成本較高，無法滿足無線通信系統的應用需求。

文獻“A reconfigurable slot antenna with switchable polarization(Matthias K.Fires，IEEE Microwave and Wireless Components Letters,Nov.2003)”提供了一種可實現線極化和圓極化切換的多極化可重構天線。該天線主要由一個帶有微擾結構的圓環縫隙組成，采用微帶短截線耦合饋電，微擾結構通過多個PIN二極管控制其工作狀態。例如，通過控制一些特定的開關通斷可產生左旋圓極化波，而控制另一部分特定的開關通斷可產生右旋圓極化波。這種結構的極化可重構天線因需要多個開關，偏置網絡設計繁瑣，也增大了整體尺寸，無法滿足工程實際要求。

文獻“A novel single-feed circular microstrip antenna withreconfigurable polarization capability(B.Kim，IEEE Transactions on Antennasand Propagation,Mar.2008)”給出了一種通過微帶線饋電的多極化可重構微帶天線，能實現線極化、左旋圓極化、右旋圓極化之間的切換。但是該天線使用了多個集總元件，并且在微帶饋線部分有多個匹配枝節，偏置網絡設計復雜。

文獻“A polarization reconfigurable patch antenna with loop slots onthe ground plane(X.-X.Yang，IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,Vol.11,2012)”設計了一種極化可重構方形微帶天線。該天線在方形輻射貼片同一邊的兩個角落對應的接地金屬板上分別開有一個槽，并在兩個槽中分別放置一個開關二極管，通過控制開關的通斷實現極化可重構。該天線使用了兩個開關且在地上開槽，結構仍然復雜。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種多極化(線極化與左右旋圓極化)可重構的微帶天線。