[发明专利]一种平面端射方向图可重构天线

说明书

本发明公开了一种平面端射方向图可重构天线，包括介质基板、辐射贴片、带槽地板、开关及偏置电路和同轴电缆，所述介质基板包括相对的第一表面和第二表面，所述辐射贴片贴设于介质基板的第一表面，所述带槽地板贴设于介质基板的第二表面，所述开关及偏置电路设置在带槽地板槽内，所述同轴电缆包括外导体和内导体，所述外导体与带槽地板连接，所述内导体贯穿介质基板与辐射贴片连接，所述同轴电缆设置于平面端射方向图可重构天线的几何中心；本发明的一种平面端射方向图可重构天线，在具有优良电路特性和辐射特性的同时，还具有尺寸紧凑、结构简单，降低了射频天线模块的复杂度和成本的优点。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，具体涉及一种平面端射方向图可重构天线。

背景技术

端射天线是一种最大辐射方向平行于辐射体所在平面的天线，常见的端射天线形式有八木天线、螺旋天线等。端射天线在军事领域和民用领域都有广泛的应用需求，特别是在一些空间尺寸受限的场景中，例如手持设备、无绳电话、车载和飞行器系统等，往往需要应用到低剖面端射天线。另一方面，方向图可重构天线具有动态控制波束扫描的特性，可以有效的减小多径衰落和电磁干扰，提升信道容量。因此，低剖面、端射、方向图可重构天线近年来受到广泛关注。然而，现阶段所提出的低剖面端射天线的辐射方向图大多都固定在一个方向上，无法实现灵活的控制，同时受限于结构的不对称性，想要实现可重构的方向图是非常困难的。而现有的方向图可重构天线大多采用了较大的反射器或多级引向器结构，天线的体积较大，剖面较高，且设计复杂度高，不利于集成应用，无法匹配移动终端设备集成化、小型化的发展趋势。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种平面端射方向图可重构天线，解决了现有低剖面端射天线无法实现波束灵活控制，和现有方向图可重构天线体积大、剖面高的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种平面端射方向图可重构天线，包括介质基板、辐射贴片、带槽地板、开关及偏置电路和同轴电缆，所述介质基板包括相对的第一表面和第二表面，所述辐射贴片贴设于介质基板的第一表面，所述带槽地板贴设于介质基板的第二表面，所述开关及偏置电路设置在带槽地板槽内，所述同轴电缆包括外导体和内导体，所述外导体与带槽地板连接，所述内导体贯穿介质基板与辐射贴片连接；所述同轴电缆设置于平面端射方向图可重构天线的几何中心，用于激励辐射贴片和带槽地板，所述辐射贴片用于产生垂直于辐射贴片平面的磁偶极子的电磁辐射，所述带槽地板用于产生平行于带槽地板平面的电偶极子的电磁辐射，所述开关及偏置电路通过控制开关的通断状态组合，产生可重构的端射辐射方向图。

进一步地，所述磁偶极子与电偶极子为具有互补功能的辐射方向图，所述磁偶极子与电偶极子的电磁辐射在与介质基板平面平行的第一方向上具有叠加效果，在与所述第一方向相反的第二方向上产生抵消效果，形成端射辐射方向图。

进一步地，所述介质基板为圆形结构。

进一步地，所述介质基板为圆形结构；所述辐射贴片为阿耳福特环形(alfordloop)结构，包括外圈枝节和连接臂，所述外圈枝节与连接臂连接，所述外圈枝节之间具有缝隙，所述外圈枝节与连接臂的数量相同，为3～8个。

进一步地，所述外圈枝节与连接臂的形状为弧形、矩形或阶梯形。

进一步地，所述外圈枝节与所述连接臂的线宽相同或不同，用于调节天线的阻抗匹配，所述线宽为0.5～6mm；所述外圈枝节与连接臂的长度用于控制天线的谐振频率，所述所有外圈枝节长度的和为1～2λ_g。

进一步地，所述带槽地板的直径为0.4～0.6λ_g。

进一步地，所述带槽地板包括径向槽，所述径向槽的长度小于带槽地板的半径，形状为矩形、扇形或梯形，数量与外圈枝节和连接臂的数量相同或不同，为3～8个。