[实用新型]一种宽带方向图可重构天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种宽带方向图可重构天线。

背景技术

近年来，无线通信技术得到飞速发展，天线作为一种用来发射或接收无线电波的部件,在无线通信系统中起到了举足轻重的作用。目前无线通信系统发展的重要方向是大容量、多功能、超宽带，为满足这一需求，同一平台上搭载的天线数量相应增加，而天线数目的增加必将导致系统成本、重量、体积的增加，同时也带来了电磁兼容方面的问题。为了克服这种束缚，使整个通信系统性能尽可能少地受到天线的制约，可重构天线应运而生。

方向图是天线的一个重要特性，在军民用雷达、智能武器制导、无线通信等系统中要求天线具有方向图可控性，因此，方向图可重构天线是可重构天线研究的重要方向。方向图可重构天线是指通过在天线辐射体或者天线馈电结构中引入MEMS开关、二极管开关或场效应管开关等来改变天线的电流分布，从而改变方向图的指向。目前国内外方向图可重构天线较多为窄带，结构简单且带宽较宽的方向图可重构天线较为少见，故宽带方向图可重构天线有较为重要的研究意义。方向图可重构天线可以避免信号干扰，提高工作安全性以及节省系统功率，对未来无线通信的发展具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种小型化、结构简单，带宽较宽，可以同时实现E面和H面方向图切换的宽带方向图可重构天线。由边靠边平行的印刷弯折偶极子对和直偶极子对构成。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种宽带方向图可重构天线，包括基板，宽带耦合馈电巴伦，所述基板的正面蚀刻有天线的两个平行、且相互间隔的主辐射单元，所述基板的背面蚀刻宽带耦合馈电巴伦；该两个平行、且相互间隔的主辐射单元的端部各设有一对“L”型弯折偶极子辐射单元；该两个平行、且相互间隔的主辐射单元的端部分别还各设有一对直偶极子单元。

所述宽带耦合馈电巴伦由蚀刻在基板背面的A微带线、B微带线、C微带线构成；C微带线通过开关分别连接A微带线和B微带线；C微带线连接馈电端口。

在A微带线和B微带线的两端分别各设有一个“L”型末端开路枝节。

在直偶极子单元的两端各设有一个“一”字型的寄生单元。

该两个平行、且相互间隔的主辐射单元的偶极子臂之间有槽线。

所述开关为二极管开关。

各“L”型弯折偶极子辐射单元长度以及各直偶极子单元的长度均相同。

各寄生单元的长度为0.28λ₀。

“L”型弯折偶极子辐射单元长度均为0.5λ₀，其中λ₀为中心频率2.4GHz所对应自由空间的波长；直偶极子单元的长度均为0.089λ₀。

该两个平行、且相互间隔的主辐射单元的偶极子臂之间的槽线具体尺寸为：槽的长度为18mm，槽的宽度约为1.5mm。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本实用新型的两个平行、且相互间隔的主辐射单元的端部各设有一对“L”型弯折偶极子辐射单元；使得天线前后比更大，较一般直偶极子对有更好的定向性。

本实用新型的两个平行、且相互间隔的主辐射单元的端部分别还各设有一对直偶极子单元；这样天线的方向图带宽拓展了近1倍，使天线具有宽带特性。

本实用新型的宽带耦合馈电巴伦由蚀刻在基板背面的A微带线、B微带线、C微带线构成；C微带线通过开关分别连接A微带线和B微带线；这样，天线有较好的阻抗匹配，实现了偶极子对的平衡馈电。

本实用新型在直偶极子单元的两端各设有一个“一”字型的寄生单元；这样，拓宽了天线的阻抗带宽，实现29.67％的相对带宽。

本实用新型两个平行、且相互间隔的主辐射单元的偶极子臂之间有槽线，实现了介质基板背面宽带巴仑对天线的耦合馈电。

综上所述。本实用新型天线体积小、重量轻、结构简单、无反射板、阻抗带宽和方向图带宽都较宽、且可同时实现E面和H面方向图可重构。宽带馈电巴伦和对称的“L”型弯折偶极子辐射单元相结合实现了2.01-2.71GHZ全频段覆盖，可在2.18-2.71GHZ实现前后比大于10DB的方向图可重构，且天线平均增益约为5.5dBi。满足了小型化、结构简单、阻抗带宽和方向图带宽都较宽、方向图可重构的要求。

附图说明

图1是本实用新型宽带方向图可重构天线结构示意图；

图2是本实用新型宽带方向图可重构天线参数示意图；