[發明專利]基于低介電損耗液體材料的圓極化可重構貼片天線

有效

• 申請號: 202110236940.0
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113013634B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 陳哲;李昊展;袁濤;全智
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24;H01Q9/04;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q1/38
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 李瑩

本發明提供基于低介電損耗液體材料的圓極化可重構貼片天線，包括饋電體、金屬地板以及用于激發TM₀₁和TM₁₀模的矩形的輻射貼片；金屬地板與輻射貼片之間設置有第一條形腔體、第二條形腔體和用于耦合輻射貼片的金屬片；輻射貼片的一邊與第一條形腔體的長度方向平行，另一邊與第二條形腔體的長度方向平行；第一條形腔體和第二條形腔體的投影的相交點與輻射貼片的中心重合；饋電體向金屬片饋電，饋電點的投影落在輻射貼片的偏離其中心的對角線位置上；第一條形腔體與第二條形腔體之間相互獨立，且二者均用于裝載液體材料；僅第一條形腔體裝載液體材料時，天線實現右旋圓極化；僅第二條形腔體裝載液體材料時，天線實現左旋圓極化；液體材料的介電常數為5?7。

技術領域

本發明涉及微波通訊技術領域，尤其是指一種基于低介電損耗液體材料的圓極化可重構貼片天線。

背景技術

近年來，隨著衛星導航、射頻識別等移動技術的飛速發展，對極化可調的自適應天線的需求日益明顯。極化可重構天線由于能夠減少衰落損耗、抑制信道干擾而在WI-FI、藍牙等無線通信技術中被廣泛應用。

目前，PIN二極管這類開關元件在極化可重構天線中的應用是很常見的。現有技術中通常都應用PIN二極管開關元件來實現天線極化可重構，但是，由于PIN的二極管這類傳統的開關元件是固態電器件，這類的固態的調諧元件需要額外引入一個直流電源和偏置電路，這會增加天線設計的復雜性和影響天線的性能；而且，由于固態器件自身的非線性特性會導致頻率的雜化和天線性能的失真。除此之外，由于固態電器件的機械損耗和路徑損耗而影響天線的效率。近年來，液體介質和液體金屬材料被廣泛地用于動態調節天線的性能。與固態的調諧器件相比，基于液態的調諧器件具有流動性，高線性等特性。它能提供更加靈活的調諧和更少的非線性失真。控制方式和盛放容器是液態調諧器件關注的兩大重點。現有技術中，使用微型泵和塑料管道連接到容器上來控制液體材料的注入和排出；盛放液體容器使用3D打印技術打印，這更方便液體的注入和排出。而液體天線測試與固體天線測試是有區別的，液體的天線測試還需要考慮如何才能把液體注入容器和注滿容器不產生多余的氣泡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：設計一種高天線效率的圓極化可重構貼片天線。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

基于低介電損耗液體材料的圓極化可重構貼片天線，包括饋電體、金屬地板以及用于激發TM₀₁模和TM₁₀模的輻射貼片；所述金屬地板與所述輻射貼片之間設置有第一條形腔體、第二條形腔體和用于耦合輻射貼片的金屬片；所述輻射貼片呈矩形，其一邊與所述第一條形腔體的長度方向平行，其另一邊與所述第二條形腔體的長度方向平行；所述第一條形腔體和所述第二條形腔體的投影的相交點與所述輻射貼片的中心重合；所述饋電體向所述金屬片饋電，饋電點的投影落在所述輻射貼片的偏離其中心的對角線位置上；所述第一條形腔體與所述第二條形腔體之間相互獨立，且二者均用于裝載液體材料；當只有所述第一條形腔體裝載液體材料時，天線實現右旋圓極化；當只有所述第二條形腔體裝載液體材料時，天線實現左旋圓極化；所述液體材料的介電常數為5-7。

進一步地，以所述金屬地板為底面，俯視天線時，順時針方向上依次為第一條形腔體一端、金屬片、第二條形腔體一端、第一條形腔體的另一端、第二條形腔體的另一端。

進一步地，所述第一條形腔體的寬度或直徑為A，長度為B；所述第二條形腔體的寬度或直徑為C，長度為D；天線的中心工作頻率波長為λ，其中，0.025λ≤A≤0.029λ，0.784λ≤B≤0.864λ，0.025λ≤C≤0.029λ，0.784λ≤D≤0.864λ。

進一步地，所述輻射貼片的長為E，寬為F，其中，0.332λ≤E≤0.341λ，0.332λ≤F≤0.341λ。