[发明专利]一种方向图可重构天线

说明书

技术领域

本发明涉及方向图重构天线技术领域，具体为一种方向图可重构天线。本发明实现了可重构微带天线的小型化，能够用于手机和集群终端等移动通讯设备中。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，无线通信在人们的生活中的作用越来越突出，无线通信的频谱资源日益枯竭，为了实现大容量通信系统的多功能和超宽带化，多入多出(MultipleInput MultipleOutput，MIMO)技术开始被广泛研究与应用。由于MIMO技术需要多根天线，因此通信系统的结构会变得复杂，天线间的互耦会带来电磁兼容方面的问题，增大系统开发难度和成本。相控阵天线技术相对成熟，但是存在馈电网络复杂、需增加移相器以及由此造成的高成本和高技术难度等缺点，在此背景下可重构天线应运而生。可重构天线按照功能可分为频率可重构天线、方向图可重构天线、频率和方向图同时可重构天线、极化可重构天线等。具体实现方法是在天线辐射体中加载变容二极管、RF-PIN或者MEMS开关，通过控制开关的状态改变天线的辐射特性，使一个天线具有多副天线的功能。可重构天线为提高无线通信系统容量、扩展系统功能、增加系统工作带宽、实现软件无线电等方面提供重要的技术保障，将对无线通信技术带来深远的影响。

目前，所研究的大部分可重构天线只实现了方向图、频率和极化方式中的一种特性的重构，混合可重构天线由于可变参数较多，因此实现比较困难。但是随着人们对无线通信技术的需求越来越多，无线通信终端设备的功能会越来越多，工作频段也会越来越宽，混合重构天线的出现，不但能有效减小天线对人体的辐射，而且能实现天线的宽频带工作，对无线终端产品的多功能化有着现实的意义，因此，方向图可重构手机天线具有巨大的市场应用价值，所以设计方向图可重构功能的小型化天线对增加天线的实用性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方向图可重构天线。通过控制MEMS开关201的开关状态，实现天线方向图的重构，降低方向图朝向人体侧的增益，减小天线对人体的辐射，减少天线辐射能量的不必要损耗，提高天线能量的利用率。该天线可以使用在低频段的移动终端或集群终端等便携设备上。

本发明所采用的技术方案：

一种方向图可重构天线，包括与馈线401相连的有源振子101和分别对称设置于有源振子101前后两侧且与有源振子101水平平行的前无源振子102和后无源振子103，其特征在于：所述的有源振子101由两个对称设置的蛇形有源振子组成，蛇形有源振子位于对称中心的一端较窄，另一端较宽；在有源振子101的下方还设置有一个与有源振子101平行的下无源振子105，有源振子101与下无源振子105之间为下介质板302。

其中，在有源振子的上方还设置有一个与有源振子平行的上无源振子104有源振子101。

其中，所述的上无源振子104上设置有2个MEMS开关201，该2个MEMS开关201位置相对于上无源振子104中心对称设置。

其中，所述的有源振子101的长度为0.26倍波长，上无源振子104的长度为0.19倍波长。

其中，所述的下无源振子105上设置有2个MEMS开关201，该2个MEMS开关201位置相对于下无源振子105中心对称设置。

其中，所述的前无源振子102和后无源振子103上各设置有3个MEMS开关201，其中一个MEMS开关201位于无源振子102、103的中心位置，另两个MEMS开关201相对于该无源振子102、103中心对称设置。

其中，有源振子101与上无源振子104之间为上介质板301，有源振子101与下无源振子105之间为下介质板302，上介质板301和下介质板302材质相同，有源振子101全部埋藏于上介质板301和下介质板302之间。

其中，所述的有源振子101与前无源振子102之间的间距以及有源振子101与后无源振子103之间的间距均为0.064倍波长；所述的有源振子101与上无源振子104之间的间距以及有源振子101与下无源振子105之间的间距均为0.0085倍波长。

其中，蛇形有源振子101的宽端与窄端连线对应的顶角为5.8度。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及特性：

(1)采用层叠式微带八木天线结构，天线方向图控制更加灵活，提高能量利用率，减小天线对人体的辐射，抗干扰能力强。

(2)天线有源振子采用蛇形结构，埋藏于介质中，有效的减小了天线尺寸，扩大了天线应用范围。