[发明专利]一种频率和极化可编程贴片天线

说明书

本发明公开了一种频率和极化可编程贴片天线，包括从上向下依次设置的第一金属覆盖层，介质层、第二金属覆盖层和四个金属化通孔；第一金属覆盖层包括馈电线和辐射贴片，馈电线包括能与外部馈电端口相连的微带线，微带线通过高阻线连接辐射贴片的一边；辐射贴片为正方形的金属贴片，在靠近辐射贴片另一边即辐射边的位置蚀刻有一个缝隙，缝隙与辐射边平行；金属化通孔位于缝隙弯折部分的两侧、两端分别连接第一金属覆盖层和第二金属覆盖层，金属化通孔上分别设有开关，当某个开关导通时，第一金属覆盖层通过这个开关所控制的金属化通孔与第二金属覆盖层相连。本发明的有益效果是提供了馈电网络结构简单、体积小、工作模式多样的可编程天线。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种频率和极化可编程贴片天线。

背景技术

随着无线通信系统的迅速发展，天线作为其中的关键部件，需要能适应多变的环境以及更小的设计空间。为了提高信息容量和天线对环境的适应度，就需要对其进行可重构的设计。可编程天线是可重构天线的一种实现方法，首先要在单一天线上构造尽可能多的工作模式，其次，每种工作模式可以通过一个或多个开关进行选择，通过对开关状态进行编程控制就能够实现在多种工作模式之间的灵活切换。与通常的可重构天线相比，可编程天线的优势在于可实现的工作模式多以及可以简单迅速地进行切换。

可编程技术在微波器件的应用由来已久，包括增益可编程的放大器、频率可编程的振荡源、可编程滤波器以及可编程的数字移相器等等，但是在天线领域可编程技术的应用范围还不甚广泛。对天线进行可重构设计一般分为对馈电网络进行可重构和对天线结构进行可重构两种方法。对馈电网络可重构可以通过改变不同端口的馈电相位来使天线工作在不同的极化特性下，但是由于天线的工作频率一般主要由其结构的谐振长度决定，因此这种方法很难同时对天线的工作频率进行可重构。对天线的结构进行可重构可以改变其工作频率和极化，但是对天线结构的破坏会伴随性能的恶化，同时不同模式之间的影响不可避免，因此这种方法可以实现的模式选择数量比较受限。已有的可编程天线除了对单个单元进行控制的阵列天线以外，就是对反射面相位进行编程控制的反射阵天线，然而这两种实现方法都具有较大的体积、复杂的馈电以及数量庞大的开关。因此，本发明致力于实现一种结构简单、模式多样、易于控制的可重构贴片天线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种频率和极化可编程贴片天线，解决了现有可编程天线体积大、馈电网络复杂、工作模式有限的缺点。

本发明所采用的技术方案是包括从上向下依次设置的第一金属覆盖层，介质层、第二金属覆盖层、第一金属化通孔、第二金属化通孔、第三金属化通孔、第四金属化通孔；

所述第一金属覆盖层包括馈电线和辐射贴片，馈电线包括能与外部馈电端口相连的微带线，微带线通过高阻线连接辐射贴片的一边；辐射贴片为正方形的金属贴片，在靠近辐射贴片另一边即辐射边的位置蚀刻有一个缝隙，缝隙与辐射边平行；

第一金属化通孔、第二金属化通孔、第三金属化通孔、第四金属化通孔位于缝隙弯折部分的两侧、两端分别连接第一金属覆盖层和第二金属覆盖层，在第一金属化通孔、第二金属化通孔、第三金属化通孔、第四金属化通孔上分别设有开关，当某个开关导通时，第一金属覆盖层通过这个开关所控制的金属化通孔与第二金属覆盖层相连。

进一步，所述缝隙的中间部分呈首尾相接的U形，且U形边垂直于辐射边。

进一步，所述介质层与第二金属覆盖层为面积相同的正方形，其面积大于第一金属覆盖层。

进一步，所述开关为PIN二极管开关、MEMS开关或者机械式金属连接型开关。

本发明的有益效果是提供了馈电网络结构简单、体积小、工作模式多样的可编程天线。

附图说明

图1是本发明频率和极化可编程贴片天线结构示意图；

图2是本发明实施例的第一金属覆盖层结构示意图；