[发明专利]基于低介电损耗液体材料的圆极化可重构贴片天线

说明书

本发明提供基于低介电损耗液体材料的圆极化可重构贴片天线，包括馈电体、金属地板以及用于激发TM₀₁和TM₁₀模的矩形的辐射贴片；金属地板与辐射贴片之间设置有第一条形腔体、第二条形腔体和用于耦合辐射贴片的金属片；辐射贴片的一边与第一条形腔体的长度方向平行，另一边与第二条形腔体的长度方向平行；第一条形腔体和第二条形腔体的投影的相交点与辐射贴片的中心重合；馈电体向金属片馈电，馈电点的投影落在辐射贴片的偏离其中心的对角线位置上；第一条形腔体与第二条形腔体之间相互独立，且二者均用于装载液体材料；仅第一条形腔体装载液体材料时，天线实现右旋圆极化；仅第二条形腔体装载液体材料时，天线实现左旋圆极化；液体材料的介电常数为5‑7。

技术领域

本发明涉及微波通讯技术领域，尤其是指一种基于低介电损耗液体材料的圆极化可重构贴片天线。

背景技术

近年来，随着卫星导航、射频识别等移动技术的飞速发展，对极化可调的自适应天线的需求日益明显。极化可重构天线由于能够减少衰落损耗、抑制信道干扰而在WI-FI、蓝牙等无线通信技术中被广泛应用。

目前，PIN二极管这类开关元件在极化可重构天线中的应用是很常见的。现有技术中通常都应用PIN二极管开关元件来实现天线极化可重构，但是，由于PIN的二极管这类传统的开关元件是固态电器件，这类的固态的调谐元件需要额外引入一个直流电源和偏置电路，这会增加天线设计的复杂性和影响天线的性能；而且，由于固态器件自身的非线性特性会导致频率的杂化和天线性能的失真。除此之外，由于固态电器件的机械损耗和路径损耗而影响天线的效率。近年来，液体介质和液体金属材料被广泛地用于动态调节天线的性能。与固态的调谐器件相比，基于液态的调谐器件具有流动性，高线性等特性。它能提供更加灵活的调谐和更少的非线性失真。控制方式和盛放容器是液态调谐器件关注的两大重点。现有技术中，使用微型泵和塑料管道连接到容器上来控制液体材料的注入和排出；盛放液体容器使用3D打印技术打印，这更方便液体的注入和排出。而液体天线测试与固体天线测试是有区别的，液体的天线测试还需要考虑如何才能把液体注入容器和注满容器不产生多余的气泡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种高天线效率的圆极化可重构贴片天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于低介电损耗液体材料的圆极化可重构贴片天线，包括馈电体、金属地板以及用于激发TM₀₁模和TM₁₀模的辐射贴片；所述金属地板与所述辐射贴片之间设置有第一条形腔体、第二条形腔体和用于耦合辐射贴片的金属片；所述辐射贴片呈矩形，其一边与所述第一条形腔体的长度方向平行，其另一边与所述第二条形腔体的长度方向平行；所述第一条形腔体和所述第二条形腔体的投影的相交点与所述辐射贴片的中心重合；所述馈电体向所述金属片馈电，馈电点的投影落在所述辐射贴片的偏离其中心的对角线位置上；所述第一条形腔体与所述第二条形腔体之间相互独立，且二者均用于装载液体材料；当只有所述第一条形腔体装载液体材料时，天线实现右旋圆极化；当只有所述第二条形腔体装载液体材料时，天线实现左旋圆极化；所述液体材料的介电常数为5-7。

进一步地，以所述金属地板为底面，俯视天线时，顺时针方向上依次为第一条形腔体一端、金属片、第二条形腔体一端、第一条形腔体的另一端、第二条形腔体的另一端。

进一步地，所述第一条形腔体的宽度或直径为A，长度为B；所述第二条形腔体的宽度或直径为C，长度为D；天线的中心工作频率波长为λ，其中，0.025λ≤A≤0.029λ，0.784λ≤B≤0.864λ，0.025λ≤C≤0.029λ，0.784λ≤D≤0.864λ。

进一步地，所述辐射贴片的长为E，宽为F，其中，0.332λ≤E≤0.341λ，0.332λ≤F≤0.341λ。