[发明专利]一种采用液晶材料增强极化可重构能力的频率/极化/方向图独立可重构贴片天线

摘要

本发明公开了一种采用液晶材料增强极化可重构能力的频率/极化/方向图独立可重构贴片天线，包括第一介质板、第二介质板、八边形金属贴片、八边形金属环、菱形寄生金属贴片、金属地板、带有液晶材料的可重构功分移相器。第二介质板位于第一介质板下方，且第二介质板的上表面与第一介质板的下表面相重合。第二介质板中的带有液晶材料的可重构功分移相器用于增强天线在不同可重构频率下的极化调节能力。本发明可以实现天线频率、极化和方向图的独立可重构，并通过控制偏置电压调节液晶材料的介电常数，对不同可重构频率下的天线极化特性进行调节，改善圆极化性能，进而增强天线的极化可重构能力，使天线能在不同频段、不同极化方式和不同辐射指向间进行灵活变换。

主权项

1.一种采用液晶材料增强极化可重构能力的频率/极化/方向图独立可重构贴片天线，其特征在于：包括：/n第一介质板、第二介质板、八边形金属贴片、八边形金属环、菱形寄生金属贴片、金属地板、带有液晶材料的可重构功分移相器；/n所述的第二介质板位于第一介质板下方，且第二介质板的上表面与第一介质板的下表面相重合，所述的第二介质板中的带有液晶材料的可重构功分移相器用于增强不同可重构频率下的极化调节能力；/n所述的八边形金属贴片、八边形金属环、菱形寄生金属贴片位于第一介质板的上表面，金属地板位于第二介质板的上表面，带有液晶材料的可重构功分移相器位于第二介质板的下表面；/n所述的八边形金属贴片在八边形金属环中，所述的八边形金属贴片中心带有十字槽，以实现小型化的目的；在八边形金属贴片中心沿45°和135°方向上各有一个金属化过孔，两个金属化过孔中心到八边形金属贴片中心的距离相同，且直通至第二介质板的下表面，金属地板在金属化过孔的位置上带有隔离环；所述的八边形金属环位于八边形金属贴片外侧，八边形金属环的8个顶点与八边形金属贴片的8个顶点之间跨接有8个变容二极管；在八边形金属贴片外围沿45°、135°、225°和315°方向上各有一条频率可重构偏置线，与八边形金属贴片的顶点通过电感相连，实现对变容二极管的偏压控制；通过控制变容二极管两端电压，调节变容二极管的电容值，进而实现天线频率可重构；/n所述的菱形寄生金属贴片中，所述菱形寄生金属贴片共4个，分别位于八边形金属环外侧0°、90°、180°和270°方向上，菱形寄生金属贴片的一个顶点与八边形金属环的一个顶点相对，任意一个菱形寄生金属贴片绕八边形金属贴片中心旋转可得其它三个菱形寄生金属贴片；在菱形寄生金属贴片内靠近八边形金属贴片一侧有一字槽，一字槽垂直并中心对称于菱形寄生金属贴片的长对角线，槽的两端跨接有PIN二极管；在菱形寄生金属贴片的长对角线两侧等距位置各有一条细缝，细缝两端跨接有电容，细缝从槽边缘向远离八边形金属贴片中心的方向延伸至菱形寄生金属贴片边缘，将菱形寄生金属贴片分割为两部分，分别有两条方向图可重构偏置线与菱形寄生金属贴片两部分通过电感相连，实现对PIN二极管的偏压控制；通过控制PIN二极管的通断，改变菱形寄生金属贴片和八边形金属贴片上的感应电流分布，进而实现天线方向图可重构；/n所述的带有液晶材料的可重构功分移相器中，所述的带有液晶材料的可重构功分移相器的合路传输线与天线输入端口传输线之间通过隔直电容相连；两个支路传输线外侧各有一条相位延迟线，位于液晶材料的封装玻璃下表面，并与贴片激励端口传输线以及支路传输线两两之间通过PIN二极管相连；相位延迟线的外侧、贴片激励端口传输线的外侧以及与其同侧的支路传输线的外侧均通过电感与极化可重构偏置线相连，实现对PIN二极管的偏压控制；贴片激励端口传输线通过2个金属探针对八边形金属贴片进行馈电；通过控制PIN二极管的通断，可以改变带有液晶材料的可重构功分移相器的两个支路传输线的插入相移，实现左旋圆极化和右旋圆极化之间的切换，达到极化可重构的目的；通过控制液晶材料两侧的偏置电压，对液晶材料的介电常数进行调节，进而对相位延迟线的插入相移进行微调，进一步优化天线圆极化性能，增强天线极化可重构能力。/n