[发明专利]一种频率捷变谐振腔天线

说明书

本发明涉及一种频率捷变谐振腔天线，由主馈源、寄生馈源、反射覆层、地板以及高阻抗表面构成。反射覆层居上，地板与高阻抗表面居下，两者构成一个腔体结构，主馈源印制在高阻抗表面上，寄生馈源置于腔体内部。反射覆层是一块Rogers4003C介质板，介质板下方印制的周期型正方形金属贴片使该介质板具有部分反射电磁波的能力；主馈源是由同轴探针馈电的正方形贴片天线；寄生馈源是印制在介电常数为2.2介质板下方的正方形贴片天线；高阻抗表面是一块Rogers4003C介质板，上方印制着周期型频率捷变单元，用来实现对谐振腔天线工作频率的控制；上述Rogers4003C介质板的下表面印制着谐振腔天线的金属地板结构。解决了目前谐振腔天线尺寸大、效率低、增益变化剧烈等问题。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种谐振腔天线，特别涉及一种具有频率捷变性能的谐振腔天线。

背景技术

谐振腔天线通常由馈源、地板和反射覆层构成。通过在馈源天线上方的适当位置放置一个具有部分反射特性的反射覆层，使之与天线地板形成一个谐振腔结构。谐振腔天线克服了传统微带贴片天线增益低、效率低等缺点，无需构建阵列天线或加载复杂的馈电网络即可显著提高天线的增益。

由于反射覆层的反射幅度和相位都具有频率选择特性，谐振腔的谐振高度也随频率变化十分敏感，通常谐振腔天线的工作频率都是固定的且是窄带的，这在很大程度上限制了这类天线的应用范围。

现阶段多采用优化反射覆层这种方法来拓展谐振腔天线带宽。这种方法可以通过使用尺寸渐变的频率选择表面或者多层结构作为谐振腔天线的反射覆层，提高天线工作带宽。但对于特定工作频率的应用，这种展宽带宽的方法会降低频率使用率，造成频谱浪费。另外，由于宽带谐振腔天线能够同时覆盖若干个较窄的频带，无法滤除在某个工作频带以外其他相邻频带内的杂波，系统为此就需要嵌入高性能的滤波器来排除干扰。

与宽带谐振腔天线相比，频率捷变谐振腔天线其工作频率可以根据需求进行快速调节，能够有效提高频谱利用率，降低滤波难度，同时在对抗干扰、通信保密等方面也有着非常重要的作用。频率捷变谐振腔天线通常采用在地板或者反射覆层上加载频率捷变单元来实现。频率捷变单元上通常需要引入调控元器件，如开关二极管、变容二极管等，通过控制元器件的状态，可以动态调控单元的反射幅度和相位，改变谐振条件从而实现对谐振腔天线工作频率的控制。目前提出的频率捷变谐振腔天线通常采用贴片型频率捷变单元，为了得到较高的反射率，贴片单元的尺寸较大，当频率捷变单元数目众多时，谐振腔天线的尺寸也会随之增加。此外，由于单元数目较多，单元上加载的调控元器件会引入很大的损耗，使频率捷变谐振腔天线普遍存在辐射效率低、增益变化剧烈等问题。本发明提出了一种新型频率捷变谐振腔结构，通过引入环型频率捷变单元即可有效解决上述潜在问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种频率捷变谐振腔天线。与宽带谐振腔天线相比，它能够有效提高频谱利用率，降低滤波难度，并且能够解决目前谐振腔天线尺寸大、效率低、增益变化剧烈等问题，使谐振腔天线在所需频带内既具有良好的阻抗匹配性能，又具备稳定的辐射增益和方向图。

技术方案