[发明专利]可重构贴片天线和相控阵列

说明书

本公开涉及一种可重构贴片天线和相控阵列，所述可重构贴片天线包括：基板；接地平面，所述接地平面形成于所述基板的底表面上或所述基板内；主要贴片；延伸贴片；以及开关部件。所述主要贴片和所述延伸贴片形成于所述基板的顶表面上并且彼此平行地放置。在此处，间隙形成于所述主要贴片与第一延伸贴片之间。所述开关部件越过所述间隙形成，电耦合到所述主要贴片和所述延伸贴片两者，并且被配置成将所述主要贴片连接到所述延伸贴片或将所述主要贴片与所述延伸贴片断开。

相关申请

本申请要求于2017年11月8日提交的临时专利申请序列号62/583,195的权益，所述申请的公开内容特此以引用的方式整体并入本文。

本申请涉及：于__________提交的且名称为RADIOFREQUENCY SWITCH SYSTEM的美国专利申请序列号__________，其要求于2017年11月7日提交的临时专利申请号62/582,704的权益；于__________提交的且名称为RADIOFREQUENCY SWITCH BRANCH CIRCUITRY的美国专利申请序列号__________，其要求于2017年11月7日提交的临时专利申请序列号62/582,714的权益；以及于__________提交的且名称为RADIOFREQUENCY SWITCH CIRCUITRY的美国专利申请序列号__________，其要求于2017年11月7日提交的临时专利申请序列号62/582,704的权益，所述专利申请的公开内容特此以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开涉及一种贴片天线和一种由多个贴片天线形成的相控阵列，并且更特别地涉及一种可重构贴片天线和一种由多个可重构贴片天线形成的可重构相控阵列。

背景技术

由于已接近达成当前蜂窝无线网络的容量，因此引入了新的频带并且正在开发相应的无线标准。5G是所述无线标准之一，其中大多数新引入的频谱都处于毫米波内，诸如处于28、38或66GHz。由于在毫米波处存在陡峭的衰减特性，因此毫米波5G通信系统将最可能为视距(LOS)通信系统，其将使用相控阵列并且将电波引向基站/用户设备。因此，可以使功率朝向接收器/发射器局部化，并且功率-噪声系数需求在个别装置上会得到缓解。

相控阵列本质上是一组天线，所述天线具有相同的谐振频率并且通过将波束引导到所希望的方向的邻近元件的相位差来激发。近年来，贴片天线因其低成本、简易的制作过程(可以结合其他电路一起利用常规的印刷电路板技术)和合理的性能而越来越多地用于形成相控阵列。

图1A示出了常规贴片天线构造和探针馈电式馈电方案。贴片天线10包括贴片12、基板14、接地平面16、馈电探针18以及馈电线20。贴片12形成于基板14的顶表面上，而接地平面16形成于基板14的底表面上。馈电线20处于基板14的(与接地平面16隔开的)底表面处，并且经由馈电探针18耦合到贴片12。由馈电探针18接触并对其提供射频(RF)信号的贴片12的内部点是馈电点F，所述馈电点决定了贴片天线10的输入阻抗。

图1B示出了具有电流分布的贴片12的顶视图。贴片12具有宽度W和正交于宽度W的长度L。馈电点F沿着贴片12的宽度W是居中的并且沿着贴片12的长度L是偏离中心的。贴片12上的电流主要沿着一个维度流动，馈电点F沿着所述维度是偏离中心的。在此处，贴片12上的电流沿着贴片12的长度L流动。对于给定大小的贴片12，公式1表示贴片天线10会谐振和辐射的频率。

其中c是光速，L是贴片12的长度，ε₀和μ₀分别是自由空间介电常数和磁导率，并且ε_r是有效相对介电常数。