[發(fā)明專利]一種基于柔性材料的頻率和方向圖可重構的天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810992595.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109149095B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 桑磊;戴柯寒;郭肖肖;黃文
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/08;H01Q3/01;H01Q5/20;H01Q5/307;H01Q9/04;H01Q9/40
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明涉及一種基于柔性材料的頻率和方向圖可重構的天線。包括柔性介質板和微帶貼片；柔性介質板由輻射導電層、柔性介質層和接地層依次重疊連接組成；微帶貼片設于輻射導電層上；微帶貼片由輻射臂、一階微帶線和二階微帶線組成；輻射臂為倒置的等腰三角形；輻射臂和輻射導電層上開設有對應貫通的T型槽線，且T型槽線的橫槽線平行與等腰三角形的底邊。當不彎曲時，作為微帶貼片天線，工作頻率為6.8GHz。當彎曲角度小于5度時，實現天線的頻率可重構，同時實現從單頻天線到雙頻天線的轉變，在雙頻效果下實現天線的頻率可重構；當彎曲角度為40?90度時，實現天線的方向圖的可重構，使得天線的指向發(fā)生偏轉，同時實現天線有微帶貼片天線轉變?yōu)閱螛O子天線。

技術領域

本發(fā)明屬于柔性微波電路與系統技術領域，具體涉及基于可重構的微波毫米波天線。

背景技術

天線在無線通信系統中充當著一個重要的角色，隨著現代通信系統的不斷發(fā)展，無線通信系統對天線的要求也越來越高，比如大容量、超寬帶、多功能綜合等。對于同一平臺上搭載多個天線或者形成陣列的多種方法嚴重增加了無線通信系統的成本以及重量，為了滿足無線通信系統的發(fā)展的需求，可重構天線被人們提了出來。

可重構天線作為一種新型天線，是在20世紀60年代提出來的，為了達到達到減輕雷達上面所負載的天線的重量，降低成本同時減小平臺雷達散射截面從而實現表較好的電磁兼容特性，這就需要一個天線能夠實現多種功能，利用一個天線或者一個天線陣，通過改變天線的形狀，使得其能夠實現多個天線的功能，這就相當于多個天線的組合，這種天線就是可重構天線。相比于其他傳統的天線具有多種優(yōu)點，比如天線的體積小、可以實現多樣功能等。而且針對于可重構天線，按照天線所實現的功能的不同可以將可重構天線分為頻率可重構天線、方向圖可重構天線、極化可重構天線和電磁參數可重構天線。其主要就是通過對天線的物理尺寸進行改變使其可以在不同的工作狀態(tài)可以具有多種工作模式，有利于在無線通信系統中實現多種有效的分集。

隨著科技的不斷發(fā)展，對于數據流量的暴增，無線運營商利用LTE等技術及其他更加優(yōu)越的技術來增加網絡的容量，尖端的基礎架構解決方案可以應用于容量的優(yōu)化。對于基站天線，可以利用可重構波束天線通過平衡負載、降低干擾以及優(yōu)化覆蓋模式促進對容量的需求。應對峰值流量，運營商將簡單的加入更多的基站以超額建設網絡，導致無線電基站低效使用，因此就需要新的方法提高基站的資源利用率。在目前的可重構天線中，對于天線的利用率使用沒有達到最優(yōu)，在實現天線頻率可重構的情況下無法實現天線方向圖可重構，或者極化可重構；同時對于天線的可重構的實現比較困難，大多數使用二極管作為開關，控制輻射單元，或者超材料，還有利用MEMS來實現控制，這些天線的實現就比較麻煩。

發(fā)明內容

為了實現無線通信系統的柔性化，提升抗干擾能力，同時提高天線的利用效率，本發(fā)明提供一種基于柔性材料的頻率和方向圖可重構的天線。

一種基于柔性材料的頻率和方向圖可重構的天線包括柔性介質板和微帶貼片；所述柔性介質板包括依次設置的輻射導電層1、柔性介質層2和接地層3；所述微帶貼片設于輻射導電層1上；

所述輻射導電層1為倒置的類等腰三角形；

所述柔性介質層2由上層柔性介質層和下層柔性介質層組成，所述輻射導電層1設于上層柔性介質層上；

所述微帶貼片由依次連接的輻射臂4、一階微帶線5和二階微帶線6組成；所述輻射臂4的形狀和輻射導電層1的形狀相同，為倒置的等腰三角形；輻射臂4和輻射導電層1上開設有對應貫通的T型槽，且T型槽的橫槽平行與類等腰三角形的底邊；與二階微帶線6對應的上層柔性介質層的一側和下層柔性介質層的一側連接；

當不彎曲時，工作模式為微帶貼片天線，工作頻率為6.8GHz；