[发明专利]一种液态金属可重构天线和天线阵列

说明书

本发明涉及天线技术领域，公开了一种液态金属可重构天线和天线阵列。液态金属可重构天线包括相互连通的第一天线管和第二天线管，每个天线管内均设置活塞以及活塞杆，活塞杆可带动活塞沿天线管的轴向运动，第一天线管和第二天线管内注满液态金属。本发明通过移动活塞杆带动活塞沿天线管的轴向运动，改变第一天线管和第二天线管中液态金属的液面高度，实现对可重构天线形态的连续重构。同时第二天线管横截面积大于第一天线管的横截面积，因此第一天线管的液面变化更加显著，可以实现天线形态的精准调控，极大地拓宽了天线的工作频带。该可重构天线两端密封，避免了倾斜时液态金属的泄露，增加了环境适应性。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种液态金属可重构天线和天线阵列。

背景技术

在无线通信领域中，天线作为一种发射或接收电磁波的部件，广泛地运用于无线电通信、广播、电视、导航、雷达和测控等工程系统中。随着科技进步和人们生活水平的提高，通信系统的用户和需求激增，使得无线通信系统向大容量、多功能、超宽带的方向发展。这促使同一平台上的天线数量不断增加，使得整个通信系统的尺寸偏大、质量加重，同时天线密度的增加还导致天线之间的电磁干扰严重，通信系统的整体性能下降。一方面，天线需要工作在多个频段，实现多功能、多工作模式的信号传输；另一方面，天线还必须考虑小型化、轻质量、低成本以及良好的电磁兼容等问题。上述矛盾的出现，成为制约无线通信系统发展的瓶颈。可重构天线概念的提出，很好的解决了上述问题。可重构天线旨在采用一个天线来实现多个天线的功能，以满足多种多样的系统需求和适应复杂多变的应用环境。

目前，可重构天线通常采用微机电控制系统或PIN二极管等开关元件来切换选择天线的不同工作结构，实现天线多种工作模式的选择。然而，这些控制元件的控制状态较为简单，只能在局部区域内进行天线孔径进行重新构建，重构能力有限。另外，这些控制元件会引入较强的非线性效应，影响天线收发灵敏度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种结构简单、调节方便的液态金属可重构天线，以解决现有可重构天线重构能力有限、收发灵敏度低的问题。

本发明的另一目的是提供一种利用上述液态金属可重构天线的天线阵列，以满足多个天线分别重构的需求。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种液态金属可重构天线，包括相互连通的第一天线管和第二天线管，所述第二天线管的横截面积大于所述第一天线管的横截面积；所述第一天线管内设置有与其内表面密封滑动配合的第一活塞，所述第一活塞连接于第一活塞杆，所述第一活塞杆可带动所述第一活塞沿所述第一天线管的轴向运动；所述第二天线管内设置有与其内表面密封滑动配合的第二活塞，所述第二活塞连接有第二活塞杆，所述第二活塞杆可带动所述第二活塞沿所述第二天线管的轴向运动；所述第一天线管、所述第一活塞、所述第二天线管和所述第二活塞之间形成的封闭空腔内注满液态金属；所述第二活塞上设有用于连接所述液态金属和馈线的馈线接头。

其中，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆均与驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述第一活塞杆和所述第二活塞杆同时运动。

其中，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一活塞杆连接所述第一驱动机构，所述第二活塞杆连接所述第二驱动机构。

其中，所述驱动机构固定于所述第一天线管或所述第二天线管上。

其中，所述驱动机构连接控制器，所述控制器用于控制所述驱动机构，以使得所述驱动机构驱动所述第一活塞杆和所述第二活塞杆按预设程序运动。

其中，所述第一天线管上设置第一限位块，以使得所述第一活塞杆沿所述第一天线管的轴向运动；所述第二天线管上设置第二限位块，以使得所述第二活塞杆沿所述第二天线管的轴向运动。