[发明专利]基于超表面的频率可重构天线

说明书

一种基于超表面的频率可重构天线，属于二维超表面与天线设计领域。本发明针对现有频率可重构天线通过引入直流偏置电路实现频率的调节，造成天线结构复杂，并且性能不稳定的问题。它包括缝隙微带天线，所述缝隙微带天线通过同轴线穿过地板和介质板馈电，还包括加载在缝隙微带天线上的超表面，所述超表面可相对于缝隙微带天线机械旋转，实现天线的频率可重构；所述超表面上阵列式排布多个椭圆单元贴片。本发明通过旋转超表面改变了超表面与天线的相对位置，进而改变了超表面的等效介电常数和等效磁导率，从而实现了天线频率的重构。

技术领域

本发明涉及基于超表面的频率可重构天线，属于二维超表面与天线设计领域。

背景技术

随着物联网技术发展和智能终端的升级换代，人们的生活变得越来越方便、快捷。在日常生活中无处不在的Wi-Fi，高速数据通信的4G网络，快捷支付的NFC，终端之间所用的蓝牙传输方式等无线通信方式的出现，让人们的生活、出行、娱乐和消费方式发生了根本性的改变，并极大地方便了人们的日常生活。这些无线通信方式可以集成在一部手机中，人们出行只需要携带一部智能手机就能满足日常的消费。上述不同的无线通信方式标准各异，分别有各自的通信频段，这就要求终端的天线具有多频工作或者工作频率可重构的性能。

实现天线频率可重构的手段有很多，例如可以改变天线的结构、使用新型材料或者通过改变天线外部电磁特性来改变材料的介电常数和磁导率，从而改变天线的工作频率。传统的频率可重构天线可调谐范围小，其电调谐频率的可重构需要引入直流偏置电路实现，这增加了天线的不稳定性，并且天线的结构复杂，体积大及损耗大。

因此，针对以上不足，需要提供一种能够方便的实现频率调节的频率可重构天线，使其频率可重构范围大，并在频带内实现频率的连续调节。

发明内容

针对现有频率可重构天线通过引入直流偏置电路实现频率的调节，造成天线结构复杂，并且性能不稳定的问题，本发明提供一种基于超表面的频率可重构天线。

本发明的一种基于超表面的频率可重构天线，包括缝隙微带天线，所述缝隙微带天线通过同轴线穿过地板和介质板馈电，还包括加载在缝隙微带天线上的超表面，所述超表面可相对于缝隙微带天线机械旋转，实现天线的频率可重构；

所述超表面上阵列式排布多个椭圆单元贴片。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线，所述椭圆单元贴片的长短轴轴比无限大。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线，所述椭圆单元贴片的长短轴轴比为10。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线，所述椭圆单元贴片的长短轴轴比为3。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线，所述椭圆单元贴片的长短轴轴比为1。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线，所述缝隙微带天线通过50Ω同轴线穿过地板和介质板为缝隙微带天线的微带馈电。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线的一种实施方式，所述缝隙微带天线的介质板采用Rogers RO4358B材料制成；

缝隙微带天线呈圆形，半径为25mm，微带长度为20mm，微带宽度为2mm；地板上居中设置的缝隙长度为16mm，缝隙宽度为3mm，所述缝隙长度方向与微带长度方向相垂直；地板上同轴电缆的外径为4mm，内径为2mm；

对于长短轴轴比无限大的椭圆单元贴片，长轴长度为14mm，短轴长度为0.3mm，相邻行之间间距为1mm，每行中相邻椭圆单元贴片距离2.3mm。

根据本发明的基于超表面的频率可重构天线的另一种实施方式，所述缝隙微带天线的介质板采用Rogers RO4358B材料制成；