[實用新型]一種波束可重構(gòu)的寬阻帶抑制濾波天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921920121.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN210806013U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳付昌;向凱燃
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q3/00
• 分類號: H01Q3/00;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/38;H01P1/203
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種波束可重構(gòu)的寬阻帶抑制濾波天線，包括第一、二介質(zhì)板和第一、二電壓控制模塊；第二介質(zhì)板位于第一介質(zhì)板上方，它們之間存在空氣層；第二介質(zhì)板上表面形成有覆銅層；覆銅層上設(shè)有矩形貼片，第一、二、三、四寄生貼片，第一、二變?nèi)荻O管、第一、二、三、四貼片電感，第一、二、三、四電壓控制接口；第一介質(zhì)板下表面形成有覆銅層，上表面設(shè)有接地板，接地板上設(shè)有耦合孔徑；第一介質(zhì)板的覆銅層上設(shè)有第一、二半波長U型諧振器和耦合饋線，在第一介質(zhì)板上表面和下表面覆銅層制作有輸入端口。本實用新型具有寬阻帶抑制的功能，可以實現(xiàn)±45°的波束掃描方向范圍，且在改變波束方向的同時可保持通帶范圍內(nèi)的S₁₁小于?10dB及增益變化較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及天線的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種波束可重構(gòu)的寬阻帶抑制濾波天線。

背景技術(shù)

近年來無線通信的高速發(fā)展，隨著第五代通信系統(tǒng)的到來，對于系統(tǒng)的通信容量和傳輸速率有了更高的要求。貼片天線由于其重量輕、體積小、易共形、易加工、成本低等優(yōu)點被廣泛應用到無線通訊系統(tǒng)中。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展以及無線通信用戶的高速增長，都迫切需要在非常有限的頻譜資源內(nèi)充分提高頻譜利用率，天線波束可重構(gòu)技術(shù)是應對這一需求的有效方案，越來越多地應用于個人通信系統(tǒng)(PCS)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無線本地回路、無線局域網(wǎng)(LAN)和無線ATM系統(tǒng)。此外，隨著頻譜資源充分利用，倍頻干擾會更加嚴重，因此，具有寬阻帶抑制的濾波天線是一個很好的解決方案。利用微帶天線設(shè)計波束可重構(gòu)濾波天線具有很大研究意義。

對現(xiàn)有技術(shù)進行調(diào)查了解，具體如下：

Xun Gong教授等人提出了一種通過利用變?nèi)荻O管改變寄生貼片和驅(qū)動貼片之間的耦合實現(xiàn)微帶波束可重構(gòu)天線。在驅(qū)動天線的H面兩邊放置寄生貼片，寄生貼片于驅(qū)動貼片之間通過變?nèi)荻O管耦合，在寄生貼片耦合縫隙處添加了調(diào)諧枝節(jié)用來補償阻抗特性。

Ahmed A.Kishk等人提出了利用上訴單極子加載電控阻抗元件的方法應用到了介質(zhì)諧振天線當中。通過在介質(zhì)諧振天線的饋線出加載了變?nèi)荻O管，通過改變電容二極管的電容值改變了饋線端的阻抗特性從而實現(xiàn)介質(zhì)諧振波束可重構(gòu)天線。

總的來說，現(xiàn)有的工作中，有不少關(guān)于波束可重構(gòu)天線的研究，但是很多設(shè)計方法利用的是相位饋電網(wǎng)絡等方法實現(xiàn)的，容易造成能量的損失，且設(shè)計比較復雜，或者利用電調(diào)的方式實現(xiàn)阻抗變換從而實現(xiàn)波束可重構(gòu)，但是波束角度變化范圍較小。而且大多數(shù)設(shè)計都不具備濾波功能。因此，設(shè)計一款簡單的波束可重構(gòu)的寬阻帶抑制濾波天線具有重要意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提出了一種波束可重構(gòu)的寬阻帶抑制濾波天線，天線工作頻率為2.4GHz，通過調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管的電容值，可以實現(xiàn)±45°的波束掃描方向范圍，且在整個調(diào)節(jié)過程中，反射系數(shù)S₁₁基本保持在-10dB不變。此外，天線實現(xiàn)帶外增益抑制到-10dBi以下的頻率范圍達4倍頻以上。整個天線結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且加工方便，成本低。