[发明专利]一种俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种方向图可重构天线，具体涉及一种俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线。

背景技术

随着移动通信、卫星通信、雷达及飞行器等对天线波束的控制和扫描要求，使得方向图可重构天线得到越来越多的重视和发展。方向图可重构天线能根据通信环境的变化实时改变发射和接收天线的方向图，从而有效减弱噪声干扰，对抗多径衰落，提高信息传输速率，保持高增益。采用方向图可重构天线还可以实现平面相控阵的大角度扫描。

目前，国内外学者对于方向图可重构天线已做了大量的研究。文献“一种方向图可重构引向器开槽的印制准八木天线”（A pattern reconfigurable printed quasi-Yagi antenna with slots in the directors[C]. 2009th International Symposium on Antennas Propagation and EM theory，275-278）设计了一种主波束在水平内可以指向四个不同方向的可重构天线。CN 102437423 A提出了一种六波束选择性平面方向图可重构天线。CN 103682645 A公开了一种五个主波束指向的可重构平面微带天线。CN 103700942 A通过六个波束切换实现了水平范围内全向扫描的平面天线。以上天线方向图可重构均采用加载开关实现，控制电路复杂，并且只能在水平面内实现方向图可重构。

发明内容

针对现有方向图可重构天线的不足，本发明为了扩展方向图可重构天线的扫描范围，提供了一种俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线，利用多稳态复合材料基板的多种稳定构型实现天线在俯仰面内具有多种主波束指向，多种状态之间可以自由切换。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线，包括多稳态复合材料基板、设于多稳态复合材料基板上层的金属微带天线层、设于多稳态复合材料基板下层的微带馈线层，其中：所述多稳态复合材料基板在俯仰面内具有多种稳定状态，由三层铺设而成，其铺层顺序为：最下层为0°层，中间层为90°层，最上层由多个90°层间隔铺设而成。

本发明具有如下优点：

1、本发明通过对多稳态复合材料基板铺层及结构设计，可使基板具有多种稳定状态，通过驱动器作用基板可在各个稳定状态之间进行切换，而天线在不同稳定状态下主波束方向指向也不同，实现了天线方向图在俯仰面内可重构。

2、本发明可拓展可重构天线的方向图在俯仰面内实现大角度扫描，克服了现有方向图可重构天线的只能在水平面内扫描的限制，可拓展其应用领域。

附图说明

图1为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线的多种稳定状态构型侧面示意图；

图2为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线的正面结构示意图；

图3为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线的多稳态复合材料基板铺层示意图；

图4为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线的不同状态下的回波损耗曲线；

图5为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线2GHz频率不同状态下的辐射方向图；

图6为本发明俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线5GHz频率不同状态下的辐射方向图；

图7为俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线的平面状态下工作频带内的增益；

图中：1-金属微带天线层，2-多稳态复合材料基板，3-微带馈线层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：如图2所示，本实施方式提供的俯仰面内多角度主波束指向方向图可重构天线由多稳态复合材料基板2、设于多稳态复合材料基板上层的金属微带天线层1、设于多稳态复合材料基板下层的微带馈线层3构成。

本实施方式中，所述多稳态复合材料基板2在俯仰面内具有多种稳定状态，由三层铺设而成，如图1所示，其铺层顺序为：最下层为0°层，中间层为90°层，最上层由多个90°层间隔适当距离铺设，间隔距离由基板稳定状态的角度决定。