[实用新型]L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线

说明书

本实用新型公开了L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线，包括，辐射贴片、第一介质基板、4个塑料隔离柱、第二介质基板、蚀刻在第二介质基板上的16条L型馈电线水平部分、与L型馈电线水平部分垂直的16个馈电探针、16个PIN二极管、16个贴片电感、16个焊盘、第三介质基板、圆柱空腔、16个短路柱、同轴馈电探针；所述第三介质基板、圆形地板和圆形贴片圆心处均设有供同轴馈电探针内导体穿过的内导体通孔；所述同轴馈电探针外导体与圆形地板相连；所述圆形贴片通过同轴馈电探针内导体与直流电源负极相连；通过对不同的短路柱施加正电，控制馈电网络16个PIN二极管的工作状态。本实用新型具有较高的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体为L型探针馈电的宽带多线极化可重构贴片天线。

背景技术

随着现代通信和传感器系统的发展，用户和设备数量的增加，无线信道变得越来越复杂。极化匹配是确定这些系统中接收天线捕获的功率量的关键因素。如果发生极化不匹配，通信链路将中断。例如多个无线传感器的随机极化波入射到一个单极化的接收天线上，则将发生极化失配。为了解决这个问题，比较由随机入射波与各种不同接收天线的相互作用产生的输出信号质量，已经确定多极化可重构天线是缓解这种无线系统中的极化失配问题的最佳候选者。另外由于圆极化天线在接收线极化入射波时将总是遭受至少50％的损失，而且在接收相反的圆极化波时会发生严重的极化失配，而多线极化可重构天线可以很好地解决单一极化天线之间的极化失配问题，并且，多线极化可重构天线可以实现更多的极化方向，由于其解决极化失配问题的优势，有效地提高了信道容量，避免了多径效应引起的衰落损耗而日益受到关注。同时，随着通信业务的飞速发展，系统对天线的可用带宽要求也越来越高。

极化可重构天线可以在机械结构不变的情况下通过控制射频微机电开关(RF-MEMS)、微波PIN管、变容管或光学开关来改变天线辐射的极化状态[参考文献1,参考文献2]。多线极化可重构天线的研究才刚刚起步，但发展势头迅猛。2014年，Jui-Ching Cheng及其合作者将圆形贴片天线的辐射面分为12个相同的扇形区域，并使用12个PIN管实现了间隔30度的6个线极化状态以及谐振频率的重构，但天线的可用带宽很小且天线尺寸较大[参考文献3]。2016年，Jui-Ching Cheng采用类似结构，将贴片分割成18个相同的扇形区域，使用18个PIN管实现了间隔20度的9个线极化状态。在该设计中，使用高电阻元件替代了1/4波长短接线，虽然缩小了天线尺寸，可选择的线极化状态也增多，但仍是窄带天线，且交叉极化很高[参考文献4]。2017年，Wei Lin、Hang Wong设计了L型探针馈电的极化可重构贴片天线，利用3D打印的塑料结构支撑8根L型探针，实现了4个线极化状态的重构，该天线的带宽为17.6％且在可用带宽范围内具有稳定的增益，但其结构不宜加工，且可切换的线极化状态只有4个[参考文献5]。从已公开的专利来看，极化可重构天线的研究集中在左右旋圆极化可重构和线极化与圆极化可重构的天线。中国实用新型专利实用新型申请号：201711335501.5低剖面全向左右旋圆极化可重构天线该天线虽然具有低剖面的特性，但该天线的增益较低，带宽窄。中国实用新型专利专利号：201610932159.6提出一款宽带的极化可重构天线，该天线可实现两个线极化和两个圆极化状态。该天线通过安装功分器和移相器来实现极化可重构的功能，由此也使得天线结构复杂、尺寸较大。

[参考文献1]C.G.Christodoulou,Y.Tawk,S.A.Lane,and S.R.Erwin,Reconfigurable antennas for wireless and space applications,Proc.IEEE,vol.100,no.7,pp.2250-2261,Jul.2012.

[参考文献2]J.Costantine,Y.Tawk,S.E.Barbin,and C.G.Christodoulou,Reconfigurable antennas:design and applications,Proc.IEEE,vol.103,no.3,pp.424-437,Mar.2015.