[发明专利]方向图可重构的微带天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别是涉及一种方向图可重构微带天线。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展，经典的单模式，即单一方向图的天线已经愈发不能满足雷达、飞行器对波束的控制和扫描等要求，这就使得方向图可重构天线应运而生，并得到越来越多的重视和发展。就现有的方向图可重构天线来说，有以下几种方案可以达到方向图的可重构：

1.通过改变辐射单元的相对位置控制方向图的形状和方向；

2.通过由电抗可变的单元组成的辐射孔径实现波束的形成和切换；

3.通过在馈线上采用光子带隙结构控制方向图；

4.通过改变网孔反射面的形状实现波束赋形。

上述这几种方案均存在不同程度的不足：

方案1和方案4，需要控制系统的配合，整个天线尺寸大，不便于操作，并且成本高不易于集成。

方案2其优点是容易实现方向图形状的控制，缺点在于辐射孔径和开关系统的配合比较繁琐。

方案3虽能很好的控制方向图不需要移相器，但缺点是频带窄。

目前，国内外已经研究出多种方向图可重构天线，但普遍存在的问题是天线结构复杂，电路设计复杂，开关较多，能量损耗大。方向图可重构微带天线作为方向图可重构天线重要的组成部分，解决了天线的体积问题，使其易于与载体共形，但现有的方向图可重构微带天线并没有改变电路设计复杂，开关较多的本质问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述微带天线的不足，提出一种电路设计简单，无需开关的方向图可重构微带天线。

为实现上述目的，本发明的方向图可重构微带天线，包括：金属贴片、馈电端口、介质基板和地板，地板位于介质基板的底面，其特征在于：

金属贴片包括第一金属贴片和第二金属贴片，每个金属贴片的上下分别开有上平行槽和下平行槽，形成E形金属贴片结构；两个E形金属贴片均位于介质基板的顶面，且两者之间设有缝隙，呈轴对称结构；

馈电端口包括第一馈电端口和第二馈电端口，这两个馈电端口分别位于介质基板的两侧，在不同的工作模式下，利用不同的端口馈电。

作为优选，第一金属贴片和第二金属贴片都采用铜表面镀银材质。

作为优选，介质基板采用相对介电常数为2.2～4.4的有机高分子聚合物材料。

作为优选，上平行槽与金属贴片上边缘的距离为4mm～6mm，下平行槽与金属贴片下边缘的距离为3mm～5mm。

作为优选，上平行槽与下平行槽的大小相同，槽的长度为6mm～8mm，槽的宽度为槽长的1/4。

作为优选，第一馈电端口和第二馈电端口与介质基板顶端的距离为8mm～10mm。

本发明与现有的技术相比，具有以下优点：

1、本发明与传统方向图可重构天线，即利用偏置电路控制外加开关的通断状态来改变方向图的天线相比，无需开关及偏置电路，简化了天线结构，降低了能量的损耗；同时由于通过控制第一馈电端口和第二馈电端口的馈电状态，决定了天线的主单元和寄生单元，进而得到方向图的三种不同状态，实现了在同一工作频率上天线的方向图扫描；

2、本发明由于在方向图可重构微带天线上蚀刻平行槽，使天线成为两个轴对称的E形结构，使得天线的方向图可扫描上半空间±60度。

本发明在不同的工作模式下，工作频率保持不变，而方向图波束可以根据需要，向不同的方向偏转，指向需要通信的用户，也能够避开干扰源。这一特性可使本发明用于天线阵列实现波束扫描，例如相控阵、共形阵。

附图说明

图1是本发明方向图可重构微带天线的结构示意图，其中图(a)为立体图，图(b)为俯视图；

图2是本发明中由第一馈电端口馈电的辐射方向图；

图3是本发明中由第二馈电端口馈电的辐射方向图；

图4是本发明中由第一馈电端口和第二馈电端口同时馈电的辐射方向图；

图5是本发明在三种状态下的反射系数曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1