[发明专利]方向图可重构天线及通信设备

说明书

本发明公开了一种方向图可重构天线及通信设备，所述天线包括介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片和馈电探针；第一辐射贴片设置在介质基板上表面，包括两个阶梯阻抗谐振器贴片和第一偶极子单元，两个阶梯阻抗谐振器贴片对称分布在介质基板上表面的两侧，均加载有开关；第二辐射贴片设置在介质基板下表面，包括第二偶极子单元，第二偶极子单元在介质基板上表面的投影与第一偶极子单元对称；馈电探针的两端分别与第一偶极子单元、第二偶极子单元连接；所述通信设备包括上述的天线。本发明天线具有在H面全向和定向的切换功能以及在E面方向切换功能，且具有结构简单、方向图前后比较高、定向性较好、可重构带宽较宽、成本低和易加工等优点。

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其是一种方向图可重构天线及通信设备，属于天线技术领域。

背景技术

由于可用的空间资源和频谱资源是有限的，随着通信技术的发展，近年来不断涌现出各类无线电技术与应用，使得原本就珍贵的频谱资源变得越来越紧缺，可是人们对频谱的需求在日益增长，所以大容量，多功能，小型化已经是天线发展的重要方向了。可重构天线作为一种新型天线，与传统的只能实现单一固定性能模式的天线相比，它具有多功能和易实现分集应用等优势。

方向图的可重构特性可以使信号对准目标用户，从而避开干扰源以抑制信号干扰，节约系统能量，提高通信系统的安全性和保密性，因此方向图可重构有很高的研究价值和广泛的应用前景。目前大部分方向图可重构都是利用在天线中引入PIN二极管或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微电子机械系统)等射频开关，通过此方法来控制天线上分布的电流从而实现方向图可重构。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足之处，提供一种方向图可重构天线，该天线具有在H面全向和定向的切换功能以及在E面方向切换功能，在此基础上还具有结构简单、方向图前后比较高、定向性较好、可重构带宽较宽、成本低和易加工等优点，可以很好地应用于2.4GWIFI频段、无线通信、军民用雷达、智能武器制导领域。

本发明的另一目的在于提供一种通信设备。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

方向图可重构天线，包括介质基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片和馈电探针；

所述第一辐射贴片设置在介质基板上表面，包括两个阶梯阻抗谐振器贴片和第一偶极子单元，两个阶梯阻抗谐振器贴片对称分布在介质基板上表面的两侧，均加载有开关；

所述第二辐射贴片设置在介质基板下表面，包括第二偶极子单元，第二偶极子单元在介质基板上表面的投影与第一偶极子单元对称；

所述馈电探针的两端分别与第一偶极子单元、第二偶极子单元连接。

进一步的，所述介质基板的截面形状为矩形，介质基板的尺寸为60mm×52mm×0.8mm。

进一步的，所述介质基板采用FR4介质板材，相对介电常数为3.8，损耗角正切值为0.02。

进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片包括三条依次连接的微带线，每两条相邻的微带线之间加载有一个开关。

进一步的，所述开关为射频二极管开关。

进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片的三条微带线中，两边微带线的尺寸相同，两边微带线的长度均小于中间微带线的长度，且两边微带线的宽度均大于中间微带线的宽度。

进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片的三条微带线中，两边微带线的长度均为0.1λ₀～0.12λ₀，中间微带线的长度为0.13λ₀～0.15λ₀，其中λ₀为天线中心频率所对应自由空间的波长。