[发明专利]宽带可重构介质谐振器天线

说明书

本发明公开了一种宽带可重构介质谐振器天线，解决了现有技术中介质谐振器天线极化可重构设计欠缺，并且大部分基于微带天线的极化可重构设计存在的工作带宽较窄、辐射效率低等问题，所述天线主要包括：介质基板(1)和介质谐振器(2)；介质基板(1)的上表面(101)设置有金属地层(11)，并蚀刻有交叉缝结构(3)；交叉缝结构(3)旁设置有金属化通孔对(41～44)；介质基板(1)的下表面(102)设置有用于控制金属化通孔对(41～44)通断的二极管(D1～D4)；还设置有包含二极管(D5)的微带线馈电结构(13)和与二极管(D1～D5)对应连接的直流偏置电路。此天线设计方便，结构简单，其低成本、宽带和高增益等优势使得它适用于多功能无线通信应用。

技术领域

本发明涉及微波技术领域，尤其涉及一种宽带可重构介质谐振器天线。

背景技术

近年来，随着无线通信系统向高集成化、多功能化的方向发展，天线作为无线通信系统接收或发送信号的关键器件，其多功能性和可调谐性逐渐成为天线领域研究的热点。可重构天线由于具备上述特性而逐渐展示出了极大的应用潜力，其优异的电特性，诸如频率可调谐、极化或方向图可重构等，能够很好的满足具有高集成度的多功能无线通信系统的需要。

介质谐振器天线(DRA，Dielectric Resonator Antenna)，由于具有低成本、低谐振Q值、高辐射效率以及易于激励起多种工作模式等优点，非常适合应用于可重构天线的设计中。最近，国内外的天线研究人员提出了多种基于介质谐振器的可重构天线的设计方案。例如，通过开关切换馈电点可以激励起介质谐振器的不同工作模式，从而实现辐射方向图的可重构设计；为了覆盖多个应用频段，通过在天线的馈电处引入变容二极管来实现频率可调谐的介质谐振器天线设计，等等。然而，将具备优良特性的介质谐振器用于极化可重构天线的设计研究目前尚处于起步阶段，鲜有关于该类设计的报道。

另一方面，近期提出的一些基于微带天线的极化可重构设计或多或少具有以下不足之处：

1)因微带天线自身特性导致其工作带宽较窄；

2)因采用了复杂而损耗较大的馈电网络而导致了较低的辐射效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种宽带可重构介质谐振器天线，为极化可重构设计，实现较宽的工作带宽和较高的辐射效率。

本发明实施例提供了一种宽带可重构介质谐振器天线，包括：介质基板和设置在所述天线的中心位置的介质谐振器；

所述介质基板的第一表面设置有金属地层；

所述金属地层上蚀刻有交叉缝结构，所述交叉缝结构由尺寸相同的第一交叉槽和第二交叉槽垂直交叉构成；

所述介质谐振器紧贴所述第一表面设置，且位于所述交叉缝结构的正上方；

所述第一交叉槽的边缘设置有第一对金属化通孔和第二对金属化通孔，所述第二交叉槽的边缘设置有第三对金属化通孔和第四对金属化通孔；任意一对金属化通孔贯穿所述介质基板且对称分布在对应交叉槽的边缘两侧；

所述介质基板的与所述第一表面相对的第二表面，设置有与第一至第四对金属化通孔一一对应的，用于控制通孔对导通或断开的第一至第四二极管；

在所述第二表面上还设置有包括第五二极管的微带线馈电结构，以及一一对应与第一至第五二极管连通的多个直流偏置电路。

可选的，所述第一交叉槽被所述第一交叉槽和所述第二交叉槽的交叉点分割为第一缝隙和第二缝隙；

所述第二交叉槽被所述交叉点分割为第三缝隙和第四缝隙。

可选的，在所述第一缝隙的距离所述交叉点第一距离的位置设置所述第一对金属化通孔，在所述第二缝隙的距离所述交叉点第二距离的位置设置所述第二对金属化通孔；