[发明专利]宽频可重构微带天线

说明书

本发明公开了一种宽频可重构微带天线，包括介质基板、可重构天线单元和馈电网络，可重构天线单元包括主贴片、寄生贴片和变容二极管，寄生贴片设置于主贴片外通过变容二极管连接；馈电网络包括一个馈电端口和若干相互并联的馈电点；可重构天线单元与馈电网络分设于介质基板两侧，馈电点与对应的可重构天线单元相连，馈电网络用于向可重构天线单元进行选择性馈电。通过馈电网络对可重构天线单元进行选择性馈电，选择不同频段范围的可重构天线单元工作；将可重构天线单元设置于主贴片、寄生贴片和变容二极管的形式，改变变容二极管的电容值，对工作频率进行连续性调整。加宽微带天线的工作频率，并且还具有体积小、构造简单的优点。

技术领域

本发明属于微带天线技术领域，特别是涉及一种宽频可重构微带天线。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，频谱资源趋于紧张，信道容量日益拥挤，信道间易产生严重的干扰，这些对通信系统和设备提出了越来越高的设计要求。天线作为无线通信系统的重要组成部分，天线的性能直接关系到整个通信链路的质量，面对复杂的应用背景和实际需求，天线的表现形式和使用功能不断地呈现多样化，其应用范围涉及手持移动终端、卫星、雷达、导弹飞行器、船舶到航空航天等方面，在军用、民用领域都发挥着积极的作用。近年来无线通信系统的高速发展使得在同一平台上的通信子系统数量越来越多，相应的，天线的数量也随之增加，并且天线大体积、高成本、电磁兼容等问题也同步出现。在这种背景下，可重构天线的概念被提出来。

与传统天线结构相比，可重构天线仍具有天线的基本结构，不同的是，它可以加载射频电子器件或者使用机械的方法等来改变天线辐射体的结构，使得天线的谐振特性和辐射特性得到大幅扩展。可重构天线在功能上具有多样性，它不仅能适应如今无线通信系统对信道、速率的要求，还能在很大程度上降低天线的数量和成本，因此在实际应用中具有非常重要的价值。可重构天线不仅解决了多天线面临的难题，另一方面解决了传统天线对整个通信设备性能的制约。可重构天线包括频率可重构天线、方向图可重构天线、极化可重构天线及混合可重构天线，其中频率可重构天线在一定的频率范围内连续或离散地调整工作频率，它可以使一个天线具有多个天线的性能，可以实现频带的跨越，提高工作效率。因此，频率可重构天线是目前天线领域的前沿课题，同时也是未来天线的发展方向。

在无线通信领域中，迫切需要宽带、高增益、小型化、多功能的低成本天线。常见的喇叭天线和抛物面天线虽然具备高增益、低旁瓣电平的优点，但是也存在体积大、成本高、工艺复杂等方面的不足，在小型化、低成本的微波通信系统中并不是最佳选择。金属波导天线的优点是低损耗、功率容量高，但是金属波导天线同样存在体积大、成本高以及加工工艺复杂等不足之处，使得金属波导天线也难以大规模应用在小型化的通信系统中。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种宽频可重构微带天线，解决现有微带天线窄带问题。

本发明提供的这种宽频可重构微带天线，它包括介质基板、可重构天线单元和馈电网络，可重构天线单元包括主贴片、寄生贴片和变容二极管，寄生贴片设置于主贴片外通过变容二极管连接；馈电网络包括一个馈电端口和若干相互并联的馈电点；可重构天线单元与馈电网络分设于介质基板两侧，馈电点与对应的可重构天线单元相连，，馈电网络用于向可重构天线单元进行选择性馈电。

所述可重构天线单元设置于介质基板上；所述主贴片为方形贴片，其中心设有连接孔、连接孔内设铜柱，其四角倒圆角；所述寄生贴片为半椭圆形贴片，其长轴与主贴片的边长相匹配；一对寄生贴片通过变容二极管设置于主贴片的对侧外，寄生贴片的长轴边与主贴片的边平行。

所述介质基板包括馈电端口，可重构天线单元和馈电端口分设于介质基板两侧、馈电端口与主贴片中心的连接孔通过铜柱同轴连接。

所述介质基板包括一层子介质层和一层金属地层，金属地层设于子介质层下，所述可重构天线单元印制于子介质层上。

所述介质基板包括一层金属地层和两层子介质层，金属地层设于两层子介质层之间。