[发明专利]一种基于特征模式极化可重构天线实现方法

说明书

本申请涉及一种基于特征模式极化可重构天线实现方法，包括：步骤10，已知矩形金属环结构，设定所述矩形金属环结构任一边的中点A，相对的两个拐角点B和C；步骤20，设定对应所述矩形金属环结构的特征模式电流分布；步骤30，设定所述矩形金属环结构边长为谐振频点的四分之一波长；步骤40，在所述中点A对天线进行馈电；步骤50，在所述中点A对所述矩形金属环结构进行馈电；步骤60，在所述拐角点B和C处加载单刀双掷开关。本发明基于特征模式极化可重构天线实现方法，实现了一个辐射单元的极化可重构天线设计，实现左旋右旋和线极化之间的辐射模式切换，这样可以通过极化隔离，利用一个天线实现不同系统的信号收发，防止产生空间干扰。

技术领域

本申请属于天线技术领域，尤其是涉及一种基于特征模式极化可重构天线实现方法。

背景技术

随着现代雷达和通信系统的迅速发展，为实现通信、导航、制导、警戒、武器寻的等目的，飞机、轮船、卫星等所需的天线数量越来越多。这使得平台上所负载的重量不断增加，而且搭建天线所需的费用也不断上升，同时，各天线之间的电磁干扰也非常大，严重影响天线的正常工作。为减轻平台上所负载的天线重量、降低成本、减小平台的雷达散射截面实现良好的电磁兼容特性，希望能用一个天线来实现多个天线的功能。采用同一个天线或天线阵，通过动态改变其物理结构或尺寸，使其具有多个天线的功能，相当于多个天线共用一个物理口径，这种天线就称为可重构天线。由于技术尚未成熟，可重构天线的理论仍然不够系统，可重构天线在通信系统中的应用比较少。

可重构天线按功能可分为频率可重构天线（包括实现宽频带和实现多频带）、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结构可以使天线的频率、方向图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构。这样可以通过切换天线不同的状态使天线具有多种工作模式，有利于在传输中实现多种有效的分集。

其中，极化可重构天线能够在工作频率和辐射方向图不变的情况下，改变自身的极化特性，通过频率复用来增加系统的容量，并且能够解决通信中的极化失配的问题，从而提高通信质量。极化可重构天线大体分为三类：极化正交的两种线极化之间的切换；两种圆极化之间的切换；圆极化与线极化之间的切换。极化可重构的主要困难在于，在实现极化可重构的同时要保持天线的频率特性的稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中天线功能性和稳定性的不足，从而提供多功能、防干扰的一种基于特征模式极化可重构天线实现方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于特征模式极化可重构天线实现方法，包括以下步骤：

步骤10，已知矩形金属环结构，设定所述矩形金属环结构任一边的中点A，相对的两个拐角点B和C；

步骤20，设定对应所述矩形金属环结构的特征模式电流分布，包括第一特征模式和第二特征模式，所述第一特征模式中所述矩形金属环结构的拐角点B和C处为电流极大值点，所述矩形金属环结构的另外两个拐角点处为电流极小值点，所述第二特征模式中所述矩形金属环结构的拐角点B和C处为电流极小值点，所述矩形金属环结构的另外两个拐角点处为电流极大值点；

步骤30，设定所述矩形金属环结构边长为谐振频点的四分之一波长，所述第一特征模式和第二特征模式为同频且正交的模式；

步骤40，在所述中点A对天线进行馈电；

步骤50，在所述中点A对所述矩形金属环结构进行馈电，并在所述拐角点B和C加载电抗元件，对所述第二特征模式的相位进行调谐；

步骤60，根据所述步骤40和步骤50，在所述拐角点B和C处加载单刀双掷开关。

在其中一个实施例中，所述步骤50中：

在所述拐角点B和C加载电容或电感。