[發明專利]一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線

有效

• 申請號: 201910909863.3
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110783701B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 康樂;周金柱;唐博;黃進
• 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;H01Q1/08;H01Q1/50;H01Q23/00;H01Q3/38
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 劉秀珍

本發明涉及一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線，包括第一介質基板、第二介質基板、可調移相功分器、接地金屬板、主輻射片和寄生輻射片，第一介質基板的上表面印制有可調移相功分器和環形的主輻射片，第一介質基板的下表面印制有接地金屬板；第二介質基板為圓柱體，其上表面印制有寄生輻射片；可調移相功分器與主輻射片連接；第一介質基板與第二介質基板相離并通過多個絕緣螺柱固定。本發明提供的一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線具有以下有益效果：(1)在同一天線口徑下實現了左旋圓極化和右旋圓極化特性，具有圓極化可重構功能；(2)切換速度快、插入損耗小并且控制簡單；(3)易于加工和制作、成本低廉。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線。

背景技術

天線是無線通信系統中的重要組成部件，負責電磁能量的收發與轉換，隨著現代無線通信技術的快速發展，對天線性能的要求也越來越高。相比于線極化天線，圓極化天線具有旋轉正交性，對反射波信號的抑制度高，同時還能夠接收到任意線極化的電磁波信號，因而廣泛應用于射頻識別、無線局域網以及衛星導航定位等無線通信系統。

為了滿足無線通信系統的多功能、小型化和集成化和的發展要求，需要采用可重構天線技術，在共用的天線輻射口徑上實現多種工作狀態的切換。可重構圓極化天線是將圓極化天線與可重構天線技術相結合，在同一副天線上實現左旋圓和右旋圓的極化特性轉換，以達到增加頻率復用、消除多徑衰落效應和提高頻譜利用率的作用。

可重構圓極化天線通常采用機械、光學以及電子等方式調節天線的工作狀態，其中機械方式是利用作動器等執行機構對天線的形狀和結構等進行調節，調節范圍較大，然而需要額外的機械裝置，同時難以滿足高速度和高精度的要求。光學方式是通過控制光導開關的通斷狀態改變天線表面的電流分布，響應速度快且易于控制，但是光導開關插損較大導致天線效率降低。電子方式是利用PIN二極管、變容二極管以及射頻芯片等電調器件的調諧或開關特性，調節天線的輻射片結構、饋電點位置或饋電網絡輸出相位關系，調節靈活且速度快、精度高、損耗小，但是通常所需的電調器件數量較多，導致天線加工制作困難。

發明內容

發明目的：針對上述背景技術的所述的現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線，采用電子調節方式實現左旋圓極化或右旋圓極化電磁波的接收和發射，并且簡化天線的饋電結構(本申請的饋電結構即為可調移相功分器)，降低加工制作的難度和成本。

技術方案：一種集成可調移相功分器的圓極化可重構天線，包括第一介質基板、第二介質基板、可調移相功分器、接地金屬板、主輻射片和寄生輻射片，其中：

所述第一介質基板的上表面印制有可調移相功分器和環形的主輻射片，所述第一介質基板的下表面印制有與其完全重合的接地金屬板；

所述第二介質基板為一個圓柱體，其上表面印制有與其上表面完全重合的寄生輻射片；

所述可調移相功分器與所述主輻射片連接；

所述第一介質基板與所述第二介質基板相離并通過多個絕緣螺柱固定。

進一步地，所述可調移相功分器包括四段微帶線和四個射頻開關，用于產生具有相等幅度和可調相位差的兩路輸出信號，并將輸出信號饋入所述主輻射片，其中：

四段微帶線分別為第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線和第四微帶線，四個射頻開關分別為第一射頻開關、第二射頻開關、第三射頻開關和第四射頻開關。

更進一步地，第一微帶線的特性阻抗為100歐姆，且首尾兩端產生彎折并分別與主輻射片相連進行饋電，第一微帶線的首尾兩端的彎折所在的兩直線的夾角為90°；第二微帶線、第三微帶線和第四微帶線的特性阻抗均為50歐姆，