[发明专利]一种方向图可重构天线及其相控阵

权利要求书

1.一种方向图可重构天线，其特征在于，包括四个扇形辐射贴片(1、2、3、4)、四个矩形寄生贴片(5、6、7、8)、一个圆形寄生贴片(9)、第一介质基片(16)、金属地板(15)、第二介质基片(14)、四个馈电探针(10、11、12、13)和馈电结构；每个扇形辐射贴片上均开有两条缝隙；四个扇形辐射贴片与四个矩形寄生贴片等间距交叉放置；圆形寄生贴片位于四个扇形辐射贴片的中心；四个矩形寄生贴片与第一介质基片(16)的四周平行放置；四个扇形辐射贴片(1、2、3、4)、四个矩形寄生贴片(5、6、7、8)、一个圆形寄生贴片(9)均位于第一介质基片(16)的上表面；金属地板(15)位于第一介质基片(16)的下表面且位于第二介质基片(14)的上表面；馈电结构位于第二介质基片(14)的下表面；四个馈电探针(10、11、12、13)由馈电结构伸出，穿过第一介质基片(16)、金属地板(15)和第二介质基片(14)分别与四个扇形辐射贴片(1、2、3、4)相连；

所述馈电结构为馈电网络(17)，馈电网络(17)包括三条微带线(33、34、35)、四个馈电枝节(36、37、38、39)、六个PIN二极管开关(18、19、20、21、22、23)、四个电容(29、30、31、32)、五个电感(24、25、26、27、28)、五根直流偏置线；第一微带线(33)通过第一PIN二极管开关(18)和第二PIN二极管开关(19)分别与第二微带线(35)和第三微带线(34)相连接；四个馈电枝节分别置于第一微带线(33)的两侧，呈镜像对称分布；第一微带线(33)通过第五电感(28)与第一直流偏置线相连接；第二微带线(35)通过第三PIN二极管开关(20)、第一电容(29)与第一馈电枝节(36)连接；第二微带线(35)通过第四PIN二极管开关(21)、第二电容(30)与第二馈电枝节(37)连接；第三微带线(34)通过第六PIN二极管开关(23)、第三电容(31)与第三馈电枝节(38)连接；第三微带线(34)通过第五PIN二极管开关(22)、第四电容(32)与第四馈电枝节(39)连接；第三PIN二极管开关(20)和第一电容(29)之间通过第一电感(24)连接第二直流偏置线；第四PIN二极管开关(21)和第二电容(30)之间通过第二电感(25)连接第三直流偏置线；第六PIN二极管开关(23)和第三电容(31)之间通过第三电感(26)连接第四直流偏置线；第五PIN二极管开关(22)和第四电容(32)之间通过第四电感(27)连接第五直流偏置线；

第一馈电探针(10)与第一馈电枝节(36)的末端相连，第二馈电探针(11)与第四馈电枝节(39)的末端相连，第三馈电探针(12)与第三馈电枝节(38)的末端相连，第四馈电探针(13)与第二馈电枝节(37)的末端相连。

2.根据权利要求1所述的方向图可重构天线，其特征在于，通过改变四组直流偏置线连接直流偏置电压正负极的位置，四组直流偏置线分别为第一直流偏置线与第二直流偏置线、第一直流偏置线与第三直流偏置线、第一直流偏置线与第四直流偏置线、第一直流偏置线与第五直流偏置线，从而改变四组开关的通断状态，四组开关分别是第一PIN二极管开关(18)与第三PIN二极管开关(20)、第一PIN二极管开关(18)与第四PIN二极管开关(21)、第二PIN二极管开关(19)与第六PIN二极管开关(23)、第二PIN二极管开关(19)与第五PIN二极管开关(22)，进而改变馈电探针的工作状态，激励不同的扇形辐射贴片，获得天线的四种工作模式。

3.根据权利要求1所述的方向图可重构天线，其特征在于，通过改变扇形辐射贴片上槽的数量或形状，可以改变扇形辐射贴片上电流的路径，进而改变天线的辐射方向图，同时能够减小天线的尺寸或改变天线的工作频率范围。

4.一种方向图可重构相控阵，其特征在于，将如权利要求1所述的方向图可重构天线的辐射贴片与馈电结构逆时针旋转32°并将其作为单元天线；单元天线的馈电结构为馈电网络(17)；将单元天线排列成一维线性的或二维平面的阵列。