[发明专利]一种方向图可重构的微带缝隙天线

权利要求书

1.一种方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，包括介质基板(13)、馈电网络(15)、以及接地板(14)三层结构；所述介质基板(13)的顶层为馈电网络(15)，底层为接地板(14)；所述接地板(14)包括辐射缝隙单元和设置在辐射缝隙单元末端的长方形槽，所述辐射缝隙单元和长方形槽用于实现天线的定向辐射；所述馈电网络(15)包含正方形微带贴片(8)、开关、四条“L”型微带耦合枝节以及低通滤波器，所述四条“L”型微带耦合枝节均通过开关连接到正方形微带贴片，在各“L”型微带耦合枝节末端设置一个低通滤波器，所述低通滤波器用于控制开关的导通与断开，改变天线的工作模式。

2.根据权利要求1所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，所述辐射缝隙单元为四个旋转对称且相互间隔的辐射缝隙单元(1A、1B、1C、1D)，在辐射缝隙单元(1A、1B、1C、1D)末端分别设置长方形槽(2A、2B、2C、2D)；所述正方形微带贴片(8)位于天线中心；所述四条“L”型微带耦合枝节为微带线(4A、4B、4C、4D)，分别通过开关(5A、5B、5C、5D)接连到正方形微带贴片的四边，所述开关为二极管开关。

3.根据权利要求2所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，在所述微带线(4A、4B、4C、4D)末端分别设置有结构相同的低通滤波器，所述低通滤波器为开关偏置电路，在第一微带线(4A)末端的开关偏置电路中包含电感器(9A)、电容器(10A)、导电枝节(6A)、以及金属过孔(7A)；所述导电枝节(6A)包括第一导电枝节和第二导电枝节，所述第一导电枝节和第二导电枝节由电容器(10A)连接；所述第一导电枝节通过电感器(9A)连接在第一微带线(4A)末端，并在第一导电枝节末端引出第一金属柱(11A)；所述第二导电枝节通过电容器(10A)与第一导电枝节的中部连接，并在第二导电枝节上开设金属过孔(7A)，所述金属过孔(7A)为穿过介质基板(13)和接地板(14)；在所述第一微带线(4A)末端的开关偏置电路中，电感器(9A)用作高频电流的扼流圈，将高频电流挡在微带耦合枝节，无法流入导电枝节(6A)中；所述电容器(10A)用于将已通过电感(9A)的高频电流，由该电容器经金属过孔(7A)流向天线接地板，从而将高频电流和低频电流彻底分开。

4.根据权利要求2所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，在四个结构相同的开关偏置电路中引出四根结构相同的金属柱(11A、11B、11C、11D)，所述金属柱均穿过介质基板(13)和接地板(14)，并且与直流电源连接；为使四根金属柱不与接地板(14)接触，在接地板(14)上开设四个圆形槽(3A、3B、3C、3D)，所述四个圆形槽的直径均大于所穿过的金属柱的直径。

5.根据权利要求1所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，所述介质基板(13)的介质常数为3.5，所述馈电网络(15)和接地板(14)是通过在介质基板的上部和下部刻蚀得到。

6.根据权利要求2所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，所述正方形微带贴片的边长为4mm；所述四条“L”型微带耦合枝节的宽度均为2mm，长度均为17.96mm。

7.根据权利要求2所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，所述四个辐射缝隙单元(1A、1B、1C、1D)结构相同，均为矩形状，其长度为0.15λ₀，宽度为0.029λ₀，其中λ₀为中心频率5.8GHz所对应自由空间的波长。

8.根据权利要求2所述的方向图可重构的微带缝隙天线，其特征在于，所述四个长方形槽(2A、2B、2C、2D)结构相同，其长度为8.4mm，宽度为4mm；并且长方形槽窄边的一端与辐射缝隙单元的窄边靠近，且距离为2mm；长方形槽的另一端窄边直接连接天线的边缘，呈现开口状态。