[发明专利]一种双线极化加双圆极化四端口可重构介质谐振天线

说明书

本发明公开了一种双线极化加双圆极化四端口可重构介质谐振天线，属于无线通信领域。从上到下依次为圆形介质块、两层介质块、介质馈板、介质基板、同轴探针和底部馈电网络。圆形介质块下方通过介质馈板与介质基板固定，固定连接处通孔中穿过同轴探针。两层介质块固定在介质基板中心，在介质基板中心留有缝隙。介质基板下表面分布底部馈电网络，在每个角上设置一个端口。圆形介质块通过同轴探针连接底部馈电网络，对应连接一、四端口，激励线极化，切换馈电端口实现水平和垂直极化方向上的可重构；两层介质块通过缝隙与底部馈电网络耦合，对应连接二、三端口，激励圆极化，切换馈电端口实现左旋和右旋圆极化的可重构。本发明实现多种可重构配置。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体是指一种双线极化加双圆极化四端口可重构介质谐振天线。

背景技术

在过去的几十年中，介质谐振天线由于是由低损耗微波介电材料组成，所以被广泛研究使用，其谐振频率由谐振器的尺寸，形状和相对介电常数决定。

现有的研究工作主要集中在线性极化介质谐振天线，同时圆极化介质谐振天线也因其能够提供更稳定的链路和抗多径失真的能力而受到更多关注。2018年6月13日，圣地亚哥的3GPP会议设定了第一个国际5G标准，包括两个频谱范围：FR1从450MHz到6000MHz，通常称为Sub-6GHz和FR2从24250MHz到52600MHz。基于该标准，将研究和设计在相关频段工作的更多天线。

介质谐振天线(DRA)具有高效率，宽带宽，易激励，尺寸紧凑和设计自由度高等优势，在现代无线通信系统中引起了广泛关注。介质谐振块的基本形状有多种选择性，如矩形，圆柱形或半球形，设计具有很大的灵活性。介电常数的选择范围很大(6－140)，允许设计者灵活控制尺寸和带宽；介质谐振器天线通过整个谐振器表面进行辐射，没有导体和表面波损耗而自身介质损耗又小，其辐射效率很高。天线馈电方式较多，包括探针馈电，缝隙耦合馈电，微带线馈电，共面波导馈电和介质镜像波导馈电等，并且其它天线的馈电技术都比较容易地应用到介质谐振器天线中，可以激励起多种模式，针对不同的覆盖要求可产生宽边或圆锥型的辐射模式。介质谐振器天线加工简单，成本较低，便于集成设计。基于以上优点，介质谐振天线已广泛应用于雷达系统、移动卫星通信和相控阵天线等诸多领域，在5G应用中显示出潜在的应用价值。

可重构也是介质谐振天线的一个研究热点，自1999年美国国防高级研究计划局提出并组建RECAP可重构研究项目开始至今，可重构因其本身可以大幅减少系统中器件的数量，降低系统复杂度、体积及成本的特点，使它成为了无线通信、卫星通信、成像和探测系统中的一个重要发展方向。可重构带来了工作频率可变、软件定义基站和智能射频系统可以适应多用户、多标准、多频带的工作场景。人们利用现有的一些技术改变天线上分布的电流，从而改变了天线周围的电磁场分布，以此来实现天线可重构的特性。

可重构天线按功能分为频率可重构天线、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的表面电流的分布、物理结构、馈电网络或辐射边实现可以使天线的频率、波瓣图以及极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构，来适应环境的变化与复杂的系统需求。

发明内容

本发明针对现有的可重构介质谐振天线只能实现一种可重构功能，并且底部馈电网络复杂的问题，提出了一种双线极化加双圆极化四端口可重构介质谐振天线，可实现极化模式和辐射模式的重新配置。

所述的四端口可重构介质谐振天线从上到下依次包括圆形介质谐振块、两层介质谐振块、介质谐振馈板、介质基板、同轴探针和底部馈电网络；

进一步两层介质谐振块替换为三层介质谐振块或四层介质谐振块；

顶部圆形介质谐振块下方左右两侧对称位置安装介质谐振馈板，介质谐振馈板通过焊锡与介质基板固定，对圆形介质谐振块进行支撑。