[实用新型]一种基于半模衬底集成空腔的定频方向图可重构天线

说明书

一种基于半模衬底集成空腔的定频方向图可重构天线，包括半模衬底集成空腔(1)和开关电路(2)，半模衬底集成空腔(1)由导电顶面(3)、介质衬底(4)、导电底面(5)、馈电探针(6)、导电侧壁(7)、耦合开口(8)构成，半模衬底集成空腔(1)分为镜像对称放置的上部半模衬底集成空腔(11)和下部半模衬底集成空腔(12)，开关电路(2)包括上部开关(21)和下部开关(22)。本实用新型的天线为单片天线，体积小且扁平，适用于便携式和可穿戴设备，能够实现单片天线的辐射方向图定频重构，具有较好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种基于半模衬底集成空腔的定频方向图可重构天线。

背景技术

近年来，具有辐射方向图可重构特性的天线因其在动态可调方向上发射、接收信号的灵活性成为天线领域的研究热点之一。天线阵列可以通过控制馈电网络中的各单元信号源的幅度、相位实现辐射方向图重构，可以得到方向性强且高增益的辐射方向图，但同时具有尺寸大结构复杂等缺点。但便携式和可穿戴应用对于天线尺寸的限制较大，并且并不需要很高的天线增益，因此天线阵列形式的方向图可重构天线不适合此类应用。设计需要模式可重构的天线具有中等增益，简单的结构和小尺寸，大天线阵列不是一个合适的解决方案。因此，无需复杂馈电网络的可重构单元天线可能更适合于此类应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种尺寸小、结构简单的基于半模衬底集成空腔的定频方向图可重构天线，以克服现有的阵列天线结构复杂、尺寸大，不适用于便携式和可穿戴设备的问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案具体如下：

一种基于半模衬底集成空腔的定频方向图可重构天线，包括半模衬底集成空腔和开关电路，半模衬底集成空腔由导电顶面、介质衬底、导电底面、馈电探针、导电侧壁、耦合开口组成；半模衬底集成空腔分为镜像对称放置的上部半模衬底集成空腔和下部半模衬底集成空腔，所述开关电路包括上部开关和下部开关。所述馈电探针为铜质圆柱，铜质圆柱顶端与所述导电顶面连接，铜质圆柱底端与所述导电底面之间绝缘，所述馈电探针位于下部半模衬底集成空腔内，上部开关顶端连接导电顶面，上部开关底端连接导电底面，下部开关顶端连接导电顶面，下部开关底端连接导电底面。

导电侧壁由等距排列的铜质过孔组成，铜质过孔顶端连接导电顶面，铜质过孔底端连接导电底面；导电侧壁分为左侧导电侧壁、右侧导电侧壁和中间导电侧壁，左侧导电侧壁和右侧导电侧壁分别位于导电顶面的左右两侧，中间导电侧壁位于导电顶面的中间位置；中间导电侧壁的上下两侧分别是上部半模衬底集成空腔和下部半模衬底集成空腔；上部开关位于上部半模衬底集成空腔边缘处，下部开关位于下部半模衬底集成空腔边缘处。耦合开口位于中间导电侧壁的中心位置；介质衬底为长方体结构，导电顶面为矩形结构，导电顶面位于介质衬底顶面中心位置；导电底面为矩形结构，导电底面位于介质衬底底面中心位置。

进一步的，所述上部开关和下部开关由开关二极管电路构成。

进一步的，所述导电顶面和导电底面为敷铜。

进一步的，铜质圆柱的半径为0.6mm。

进一步的，所述铜质过孔的半径为0.4mm，所述铜质过孔间间距为2mm。

进一步的，所述耦合开口的间距为9mm。

进一步的，所述介质衬底为长方体结构，介质衬底长为110mm，宽为110mm，高为1.58mm；介质衬底材质为Rogers RT/duroid 5880，所述导电底面尺寸与所述介质衬底底面尺寸相同，所述导电顶面的长为67.8mm，宽为57.8mm。

进一步的，所述开关电路距离右侧导电侧壁间距为3mm时，阻抗匹配最佳。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：