[发明专利]一种超宽带开关重构天线及实现不同频率的陷波方法

权利要求书

1.一种超宽带开关重构天线，其特征在于：它包括矩形谐振腔(103)、第二阶状阻抗调谐棒(104)、第一阶状阻抗调谐棒(105)、正六边形宽槽结构(106)、正六边形谐振腔(107)、正六边形辐射单元(108)、第一缝隙(109)、第一开关(110)、第二开关(111)、共面波导馈电结构(113)和谐振腔高阻抗线(115)，所述的共面波导馈电结构(113)包括共面波导馈电信号带线(101)、共面波导接地面(102)和第二缝隙(114)，

所述的共面波导接地面(102)印刷在介质基板(112)上，共面波导馈电信号带线(101)位于共面波导接地面(102)的内部并印刷在介质基板(112)上，第二缝隙(114)位于共面波导馈电信号带线(101)与共面波导接地面(102)之间，在共面波导接地面(102)上刻蚀正六边形宽槽结构(106)，正六边形宽槽结构(106)的一条对角线与水平方向平行，正六边形辐射单元(108)位于正六边形宽槽结构(106)的内部，正六边形辐射单元(108)为正六边形环形贴片且一条对角线与水平方向垂直，第一缝隙(109)位于正六边形辐射单元(108)的顶端，正六边形辐射单元(108)与共面波导馈电信号带线(101)连接，共面波导馈电信号带线(101)上刻蚀第二阶状阻抗调谐棒(104)加载的矩形谐振腔(103)，矩形谐振腔(103)的底边与水平方向平行，第一开关(110)位于矩形谐振腔(103)的顶端，第一开关(110)连接谐振腔高阻抗线(115)和第二阶状阻抗调谐棒(104)以控制二者的通断连接关系，谐振腔高阻抗线(115)是第一阶状阻抗调谐棒(105)加载的正六边形谐振腔(107)和第二阶状阻抗调谐棒(104)加载的矩形谐振腔(103)的共用部分，正六边形辐射单元(108)上刻蚀第一阶状阻抗调谐棒(105)加载的正六边形谐振腔(107)，第一阶状阻抗调谐棒(105)的底端与正六边形辐射单元(108)内环底端连接，第二开关(111)位于正六边形谐振腔(107)的底端，第二开关(111)连接谐振腔高阻抗线(115)和正六边形谐振腔(107)的底端以控制二者的通断连接关系，共面波导馈电信号带线(101)与正六边形辐射单元(108)连接，第一缝隙(109)、第一阶状阻抗调谐棒(105)和第二阶状阻抗调谐棒(104)在一条直线上。

2.根据权利要求1所述的一种超宽带开关重构天线，其特征在于：介质基板(112)介电常数为2.65，且介电损耗正切角小于10，且其尺寸和共面波导接地面(102)一致。

3.根据权利要求1所述的一种超宽带开关重构天线，其特征在于：正六边形辐射单元(108)的3条轴对称对角线均与正六边形宽槽结构(106)的3条轴对称对角线均重合，第一缝隙(109)位于正六边形辐射单元(108)的顶端，且第一缝隙(109)、第一阶状阻抗调谐棒(105)和第二阶状阻抗调谐棒(104)在一条直线上。

4.针对权利要求1所述的一种超宽带开关重构天线的实现不同频率的陷波方法，其特征是：阶状阻抗调谐棒(105)加载的正六边形谐振腔(107)和阶状阻抗调谐棒(104)加载的矩形谐振腔(103)，实现不同频率的陷波步骤为：

步骤一、根据阶状阻抗线加载的谐振腔滤波器理论，通过调节阶状阻抗调谐棒加载的矩形谐振腔和阶状阻抗调谐棒加载的正六边形谐振腔的阶状阻抗调谐棒和谐振腔的结构参数，从而调整参数θ₀，θ_s，θ₁，θ₂，R，R₁，R₂，利用阶状阻抗线加载的谐振腔滤波器理论抽象出奇偶模谐振条件，

tanθ₀tanθ_s＝R    (1)

12R1[1+tanθ0tanθ1R][tanθ1R1+tanθ2R2]]]>(2)

+[tanθs+tanθ0R][1R1+tanθ1tanθ2R2]=0]]>

步骤二、根据步骤一计算出的抽象出奇偶模谐振条件，通过奇偶模等效电路抽象出奇偶模谐振频率公式(4)-(6)，计算出陷波的谐振频率，以产生不同的陷波频率，

fr(tanθ0+tanθsR)1πZsR+tanθ0tanθsπZsR2=0---(3)]]>

fr2R1(tanθ1tanθ2R2-1R1)(1-Rtanθstanθ1)+(tanθ1R1+tanθ2R2)(tanθs+Rtanθ0)]]>

+12πZs(tanθ1R1+tanθ2R2)(tanθ0tanθsR-1)---(4)]]>

+R1πZs(tanθ1tanθ2R2-1R1)(tanθs+tanθ0R)=0]]>

fr(2Cg+Cp)(tanθ0+tanθsR)-1πZsR+tanθ0tanθsπZsR2=0---(5)]]>

frCp2R1(tanθ1tanθ2R2-1R1)(1-Rtanθstanθ1)+(tanθ1R1+tanθ2R2)(tanθs+Rtanθ0)]]>

+12πZs(tanθ1R1+tanθ2R2)(tanθ0tanθsR-1)---(6)]]>

+R1πZs(tanθ1tanθ2R2-1R1)(tanθs+tanθ0R)=0]]>

公式(3)、(4)是计算阶状阻抗调谐棒(104)加载的矩形谐振腔(103)的，公式(5)、(6)是计算阶状阻抗调谐棒(105)加载的正六边形谐振腔(107)的，式中R＝Z₀/Z_s，R₁＝Z₁/Z_s，R₂＝Z₂/Z_s，其中Z₀，θ₀为低阻抗线的特性阻抗和电长度，Z_s，θ_s为高阻抗线的特性阻抗和电长度，Z_i，θ_i(i＝1，2)为阶状阻抗调谐棒的特性阻抗和电长度，2C_g+C_p和C_p为正六边形顶部的第一缝隙(109)在奇模和偶模的等效电容。