[发明专利]一种具有稳定辐射性能的频率可重构贴片天线

说明书

本发明涉及一种具有稳定辐射性能的频率可重构贴片天线，包括金属地板、介质基板、位于介质基板上方的一个矩形贴片和两个弧形寄生贴片、加载在矩形贴片和弧形贴片之间的四个PIN二极管D1、D2、D3、D4、直流馈电结构和同轴馈电结构，本发明通过改变加载在矩形贴片和两个弧形寄生贴片之间PIN二极管的状态，来改变天线表面电流路径，从而实现频率性能的可重构。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体是指一种具有稳定辐射性能的紧凑型频率可重构贴片天线，可用于WIFI/WIMAX和其他一些无线通信系统的频段。

背景技术

随着无线通信技术的发展，将多种通信标准集合在一个天线通信设备上的需求日益增加，因此需要在这些设备上加载多个天线，这必将导致通信系统整体成本的增加，重量的增加及还会引起多个天线之间的电磁兼容等问题。为了解决这些难题，使整个信息系统的特性尽可能少地受到天线的制约，可重构天线被提出。可重构天线的研究旨在使天线能够根据实际环境的需求实时重构天线特性。

频率可重构天线是可重构天线研究的热点，与多频带和宽频带天线相比，频率可重构天线能在非工作频段内保持噪声抑制，从而可以大大降低前端电路对滤波器的要求。

目前，根据频率可重构天线的研究现状可将频率可重构的实现方法归纳为两大类：一类为通过加载集总开关元件的电调方式来实现频率可重构天线，另一类为通过机械调谐的方式来实现频率可重构天线。众所周知，采用机械调谐的方式实现的频率可重构天线具有低插损和高稳定性的优点，但是由于其控制系统的限制，该类型天线无法在很短时间内实现快速的频率转换。除此之外，用来实现机械调谐的器械较昂贵且占地空间十分巨大。与采用机械调谐实现频率可重构的方式相比，用来实现电可调谐的频率可重构的集总开关元件如PIN二极管，变容二极管或者MEMS开关等，由于其切换速度快，结构简单和成本低廉等优势被广泛的应用到很多通信场景中。

发明内容

要解决的技术问题

目前基于PIN二极管的频率可重构天线存在频率可调谐范围窄、频率调谐范围内波束辐射不稳定等问题，本发明提出了一种具有稳定辐射性能的频率可重构贴片天线。该天线由一个矩形贴片和两个弧形寄生贴片组成，通过改变加载在矩形贴片和弧形寄生贴片之间四个PIN二极管的状态，可以实现频率的动态调谐。通过改变四个PIN二极管不同的组合状态，本发明天线可在2.71GHz，4.73GHz，5.35GHz和6.16GHz四个频段工作。其电尺寸相对于最低工作频率为0.47λ0×0.47λ0×0.01λ0，可用于WIFI/WIMAX和其他一些无线通信系统的频段。通过引入弧形寄生贴片结构，可以有效天线匹配性能，从而改善频率可调谐范围。由于本发明是中心对称结构，因此保证了不同状态时辐射方向图均能保持稳定性。

技术方案