[發明專利]一種可重構單脈沖天線

有效

• 申請號: 202010150531.4
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111211414B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 孫勝;孫虎成;胡俊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q3/24;H01Q9/04;H01Q15/00;H01Q21/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發明涉及一種可重構單脈沖天線，它包括由M×M個方形切角貼片天線單元組合而成的方形切角貼片天線陣列，以及可重構單脈沖比較器；可重構單脈沖比較器通過多根同軸線自各個方形切角貼片天線單元的下方饋入，形成多個饋電端口；多個饋電端口根據可重構單脈沖比較器上的PIN二極管開關狀態的切換而改變相位差的同時保持饋電端口之間的幅值相等，進而改變組合方式實現方向圖的可重構性能。本發明的優點在于：通過采用微帶天線組成天線陣，利用4個饋電端口，根據PIN二極管狀態的切換而改變相位差的同時保持幅值相等，改變組合方式可實現方向圖的可重構性能。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種可重構單脈沖天線。

背景技術

天線作為無線設備中發射與接收的裝置已廣泛應用于通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗等領域。單脈沖天線作為天線陣列中的一個分支，具有增益高的優點，通過改變不同象限輻射單元的相位來實現。廣泛應用于微波、毫米波跟蹤、探測、通信、測量、天文觀測等系統。

但是傳統的單脈沖天線七單元大多采用卡塞格倫天線結構，具有增益高且較深的零深度，但是其結構復雜且成本較高，比較器網絡也多采用波導結構形式，不能達到可重構的特點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供了一種可重構單脈沖天線，實現天線整體結構上多個方向的對稱，該可重構單脈沖天線的天線部分具有4個饋電端口，可根據PIN二極管狀態的切換而改變相位差的同時保持端口之間幅值相等，進而實現方向圖狀態的切換。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種可重構單脈沖天線，它包括由M×M個方形切角貼片天線單元組合而成的方形切角貼片天線陣列，以及可重構單脈沖比較器；可重構單脈沖比較器通過多根同軸線自各個方形切角貼片天線單元的下方饋入，形成多個饋電端口；多個饋電端口根據可重構單脈沖比較器上的PIN二極管開關狀態的切換而改變相位差的同時保持饋電端口之間的幅值相等，進而改變組合方式實現方向圖的可重構性能。

所述方形切角貼片天線單元上設置有圓形結構，所述可重構單脈沖比較器通過多根同軸線連接到各個方形切角貼片天線單元的圓形結構處。

還包括上介質基板、下介質基板和位于上介質基板和下介質基板之間的金屬接地板；所述方形切角貼片天線單元設置于所述上介質基板的上表面，所述可重構單脈沖比較器設置于所述下介質基板的下表面。

所述同軸線的同軸線內徑通過圓形結構與所述方形切角貼片天線單元上的饋電點連接，同軸線外徑與所述金屬接地板連接。

所述多個饋電端口的饋電相位差根據多個饋電端口的多種狀態的不同在0°和180°之間進行切換。

所述多個方形切角貼片天線單元的寬度相同，并且對每個方形切角貼片天線單元的左上角和右下角進行切角以產生圓極化性能。

所述可重構單脈沖比較器包括一相位轉換器，通過控制相位轉換器中的PIN二極管開關狀態的切換而改變相位差的同時保持饋電端口之間的幅值相等，進而改變組合方式實現方向圖的可重構性能。

所述相位轉換器包括四條四分之一波長的微帶線，L_N的特征阻抗為Z₁，L_M1、L_M2、L_M3的特征阻抗均為Z₂；開關S1-S4用于控制節點C和D的狀態，利用每個節點上的兩個PIN二極管可以獲得更好的切換性能。

所述PIN二極管開關狀態的切換而改變相位差的同時保持饋電端口之間的幅值相等包括：

當開關S1-S4處于正向導通狀態時，線路L_M1和L_M3分別視為與節點A和B斷開，只剩下線路L_N，節點A和B之間對應的特征阻抗和相位延遲可以等于，；