頻率可重構微帶天線及其開關配置方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頻率可重構微帶天線及其開關配置方法，該天線采用側饋方式饋電，其包括一介質(zhì)板和一SMA接頭，所述介質(zhì)板的上表面設置有一半圓環(huán)輻射單元，所述半圓環(huán)輻射單元的內(nèi)環(huán)垂直設置有一微帶天線；所述介質(zhì)板的下表面設置有一金屬貼片接地板；所述金屬貼片接地板橫向開設有兩條平行的第一開槽和第二開槽；所述第一開槽中間部分的中間跨設有貼片射頻開關S9，所述的SMA接頭的內(nèi)心與所述微帶饋線連接；該SMA接頭的外表面與所述金屬貼片接地板連接。本發(fā)明在頻率可重構天線中集成濾波功能，使得天線可以被用來感測在整個頻帶，然后調(diào)節(jié)其帶寬來選擇合適的子頻帶進行工作?？蓾M足多種帶寬、頻段條件下的通信，在無線通信中有很好的應用價值。
【專利說明】頻率可重構微帶天線及其開關配置方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種頻率可重構微帶天線及其開關配置方法，用于認知無線電應用。
【背景技術】
[0002] 目前，各種無線通信系統(tǒng)發(fā)展趨于大容量、多功能、超寬帶的一體化解決方案。天 線作為各種無線通信系統(tǒng)的前端，其性能對于通信系統(tǒng)功能具有至關重要。所以，天線的發(fā) 展也相應趨于多頻、寬帶、小型化等。隨著無線通信系統(tǒng)的日益復雜化，收發(fā)設備必須有效 處理幾個不同的頻段，天線數(shù)目的增多，空間布局等問題導致較高的硬件復雜度?？芍貥嬏?線可在不改變天線的尺寸和結構的情況下在天線的方向圖、工作頻率、極化特性等方面實 現(xiàn)重構，實現(xiàn)一個天線能多個功能，適應不同的環(huán)境和要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種頻率可重構微帶天線，可滿足多種帶寬、頻段條件下的 通信。
[0004] 本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種頻率可重構微帶天線，其特征在于：該天線采用 側饋方式饋電，其包括一介質(zhì)板和一 SMA接頭，所述介質(zhì)板的上表面設置有一半圓環(huán)輻射 單元，所述半圓環(huán)輻射單元的內(nèi)環(huán)垂直設置有一微帶天線；所述介質(zhì)板的下表面設置有一 金屬貼片接地板；所述金屬貼片接地板橫向開設有兩條平行的第一開槽和第二開槽，將該 金屬貼片接地板劃分成第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域；所述第一開槽和第二開槽中間部 分的寬度比兩邊部分的寬度大；所述第一開槽中間部分的中間跨設有貼片射頻開關S9,兩 邊部分分別跨設有若干個貼片電容；所述第二開槽中間部分的中間跨設有中間貼片電容， 且該中間部分以該中間貼片電容為軸兩邊對稱跨置有四個射頻開關S1-S8 ;所述第三區(qū)域 開設有與所述第一開槽平行的第三開槽；所述第三開槽的兩側對稱開設有三組L型開槽， 且該三組L型開槽上分別跨設有貼片電容；所述的SMA接頭的內(nèi)心與所述微帶饋線連接； 該SMA接頭的外表面引腳與所述金屬貼片接地板連接。
[0005] 在本發(fā)明一實施例中，左側三組L型開槽的第一 L型開槽的一端分別與第三開槽 和位于射頻開關S5和S7之間的第二開槽連通，且連通處跨設有貼片電容；所述左側三組L 型開槽的第二L型開槽的一端與位于射頻開關S3和S5之間的第二開槽連通，且連通處設 置有貼片電容；所述左側三組L型開槽的第三L型開槽的一端與位于射頻開關S1和S3之 間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容。
[0006] 在本發(fā)明一實施例中，右側三組L型開槽的第一 L型開槽的一端分別與第三開槽 和位于射頻開關S6和S8之間的第二開槽連通，且連通處跨設有貼片電容；所述右側三組L 型開槽的第二L型開槽的一端與位于射頻開關S4和S6之間的第二開槽連通，且連通處設 置有貼片電容；所述右側三組L型開槽的第三L型開槽的一端與位于射頻開關S2和S4之 間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容。
[0007] 在本發(fā)明一實施例中，所述的微帶饋線的寬度為3mm。
[0008] 在本發(fā)明一實施例中，所述第一開槽和第二開槽兩邊部分的寬度為0. 4_。
[0009] 在本發(fā)明一實施例中，所述貼片電容的為100pf。
[0010] 在本發(fā)明一實施例中，所述第一開槽兩邊部分分別對稱且等距離跨設有四個貼片 電容。
[0011] 在本發(fā)明一實施例中，所述第二開槽兩邊部分分別對稱且等距離跨設有兩個貼片 電容。
[0012] 本發(fā)明的另一目的是提供一種上述天線的開關配置方法，其特征在于：該天線具 備五個頻段，分別包括子頻段1、子頻段2、子頻段3、子頻段4以及全頻段；所述頻段1的開 關配置是射頻開關S1-S10全關；所述頻段2的開關配置是射頻開關S1和S2開，其余射頻 開關關；所述子頻段3的開關配置是射頻開關S3和S4開，其余射頻開關關；所述子頻段4 的開關配置是射頻開關S5和S6開，其余射頻開關關；所述全頻段的開關配置是射頻開關 S7、S8、S9和S10開，其余射頻開關關。
[0013] 本發(fā)明在頻率可重構天線中集成濾波功能，使得天線可以被用來感測在整個頻 帶，然后調(diào)節(jié)其帶寬來選擇合適的子頻帶進行工作?？蓾M足多種帶寬、頻段條件下的通信， 在無線通信中有很好的應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明天線結構俯視圖。
[0015] 圖2是本發(fā)明天線結構仰視圖。
[0016] 圖3是本發(fā)明天線結構前視圖。
[0017] 圖4是本發(fā)明接頭剖視圖。
[0018] 圖中：1為半圓環(huán)福射單兀，2為微帶饋線，3為SMA接頭，4為介質(zhì)板，5為金屬貼 片接地板，6為第一開槽，7為第二開槽，8為第一區(qū)域，9為第二區(qū)域，10為第三區(qū)域，11、12 為中間部分，13、14、15、16為兩邊部分，17為第三開槽，18為內(nèi)心，19為外表面引腳，20為 左側三組L型開槽的第一 L型開槽，21為左側三組L型開槽的第二L型開槽，22為左側三 組L型開槽的第三L型開槽，23為右側三組L型開槽的第一 L型開槽，24為右側三組L型 開槽的第二L型開槽，25為右側三組L型開槽的第三L型開槽。
【具體實施方式】
[0019] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0020] 在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不 同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類 似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0021] 如圖1至圖4所示，本實施例提供一種頻率可重構微帶天線，其特征在于：該天線 米用側饋方式饋電，其包括一介質(zhì)板4和一 SMA接頭3,所述介質(zhì)板的上表面設置有一半圓 環(huán)輻射單元1，所述半圓環(huán)輻射單元的內(nèi)環(huán)垂直設置有一微帶天線2 ;所述介質(zhì)板的下表面 設置有一金屬貼片接地板5 ;所述金屬貼片接地板橫向開設有兩條平行的第一開槽6和第 二開槽7,將該金屬貼片接地板劃分成第一區(qū)域8、第二區(qū)域9和第三區(qū)域10 ;所述第一開 槽和第二開槽中間部分11、12的寬度比兩邊部分13、14、15、16的寬度大；所述第一開槽中 間部分的中間跨設有貼片射頻開關S9,兩邊部分分別跨設有若干個貼片電容；所述第二開 槽中間部分的中間跨設有中間貼片電容，且該中間部分以該中間貼片電容為軸兩邊對稱跨 置有四個射頻開關S1-S8 ;所述第三區(qū)域開設有與所述第一開槽平行的第三開槽17 ;所述 第三開槽的兩側對稱開設有三組L型開槽，且該三組L型開槽上分別跨設有貼片電容；所述 的SMA接頭的內(nèi)心18與所述微帶饋線連接；該SMA接頭的外表面引腳19與所述金屬貼片 接地板連接。
[0022] 請繼續(xù)參見圖2,本實施例圖2中左側三組L型開槽的第一 L型開槽20的一端分 別與第三開槽17和位于射頻開關S5和S7之間的第二開槽7連通，且連通處跨設有貼片電 容；所述左側三組L型開槽的第二L型開槽21的一端與位于射頻開關S3和S5之間的第二 開槽7連通，且連通處設置有貼片電容；所述左側三組L型開槽的第三L型開槽22的一端 與位于射頻開關S1和S3之間的第二開槽7連通，且連通處設置有貼片電容。右側三組L 型開槽的第一 L型開槽23的一端分別與第三開槽和位于射頻開關S6和S8之間的第二開 槽連通，且連通處跨設有貼片電容；所述右側三組L型開槽的第二L型開槽24的一端與位 于射頻開關S4和S6之間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容；所述右側三組L型開 槽的第三L型開槽25的一端與位于射頻開關S2和S4之間的第二開槽連通，且連通處設置 有貼片電容。
[0023] 在本發(fā)明一實施例中，所述的微帶饋線的寬度為Wf=3mm，圖中 r=37. 5mm, , Wr=10mm, Ra=5. 8mm, Rb=12mm, Lf=37. 5mm。所述第一開槽和第二開槽兩邊部分 的寬度為〇.4mm。在本發(fā)明一實施例中，所述第一開槽兩邊部分分別對稱且等距離跨設有四 個貼片電容。所述第二開槽兩邊部分分別對稱且等距離跨設有兩個貼片電容。所述貼片電 容的為l〇〇pf，在開槽中引入貼片電容，可以充當縫隙的橋梁；此外，射頻開關sl-s6對稱 式集成在中間部分的開槽縫隙中，用來控制天線電長度。值得一提的是，請參見圖2,本實施 例中，經(jīng)開槽分割后的金屬接地貼片外接導線26,共9根外接線；所述射頻開關s7-sl0通 過微擾四個開槽來減少開槽帶來的影響；該天線具備五個頻段，分別包括子頻段1、子頻段 2、子頻段3、子頻段4以及全頻段；所述頻段1的開關配置是射頻開關S1-S10全關；所述頻 段2的開關配置是射頻開關S1和S2開，其余射頻開關關；所述子頻段3的開關配置是射頻 開關S3和S4開，其余射頻開關關；所述子頻段4的開關配置是射頻開關S5和S6開，其余 射頻開關關；所述全頻段的開關配置是射頻開關S7、S8、S9和S10開，其余射頻開關關。即 如下表所示。
[0024] 開關配置情況
【權利要求】
1. 一種頻率可重構微帶天線，其特征在于：該天線采用側饋方式饋電，其包括一介質(zhì) 板和一 SMA接頭，所述介質(zhì)板的上表面設置有一半圓環(huán)輻射單元，所述半圓環(huán)輻射單元的 內(nèi)環(huán)垂直設置有一微帶天線；所述介質(zhì)板的下表面設置有一金屬貼片接地板；所述金屬貼 片接地板橫向開設有兩條平行的第一開槽和第二開槽，將該金屬貼片接地板劃分成第一區(qū) 域、第二區(qū)域和第三區(qū)域；所述第一開槽和第二開槽中間部分的寬度比兩邊部分的寬度大； 所述第一開槽中間部分的中間跨設有貼片射頻開關S9,兩邊部分分別跨設有若干個貼片電 容；所述第二開槽中間部分的中間跨設有中間貼片電容，且該中間部分以該中間貼片電容 為軸兩邊對稱跨置有四個射頻開關S1-S8 ;所述第三區(qū)域開設有與所述第一開槽平行的第 三開槽；所述第三開槽的兩側對稱開設有三組L型開槽，且該三組L型開槽上分別跨設有貼 片電容；所述的SMA接頭的內(nèi)心與所述微帶饋線連接；該SMA接頭的外表面引腳與所述金 屬貼片接地板連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：左側三組L型開槽的第 一 L型開槽的一端分別與第三開槽和位于射頻開關S5和S7之間的第二開槽連通，且連通 處跨設有貼片電容；所述左側三組L型開槽的第二L型開槽的一端與位于射頻開關S3和S5 之間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容；所述左側三組L型開槽的第三L型開槽的 一端與位于射頻開關S1和S3之間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容。
3. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：右側三組L型開槽的第 一 L型開槽的一端分別與第三開槽和位于射頻開關S6和S8之間的第二開槽連通，且連通 處跨設有貼片電容；所述右側三組L型開槽的第二L型開槽的一端與位于射頻開關S4和S6 之間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容；所述右側三組L型開槽的第三L型開槽的 一端與位于射頻開關S2和S4之間的第二開槽連通，且連通處設置有貼片電容。
4. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：所述的微帶饋線的寬度 為 3mm η
5. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：所述第一開槽和第二開 槽兩邊部分的寬度為0. 4mm。
6. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：所述貼片電容的為 100pf〇
7. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：所述第一開槽兩邊部分 分別對稱且等距離跨設有四個貼片電容。
8. 根據(jù)權利要求1所述的頻率可重構微帶天線，其特征在于：所述第二開槽兩邊部分 分別對稱且等距離跨設有兩個貼片電容。
9. 一種如權利要求1所述的頻率可重構微帶天線的開關配置方法，其特征在于：該天 線具備五個頻段，分別包括子頻段1、子頻段2、子頻段3、子頻段4以及全頻段；所述頻段1 的開關配置是射頻開關S1-S10全關；所述頻段2的開關配置是射頻開關S1和S2開，其余 射頻開關關；所述子頻段3的開關配置是射頻開關S3和S4開，其余射頻開關關；所述子頻 段4的開關配置是射頻開關S5和S6開，其余射頻開關關；所述全頻段的開關配置是射頻開 關S7、S8、S9和S10開，其余射頻開關關。
【文檔編號】H01Q5/00GK104269618SQ201410490007
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】葉張帆, 楊江民, 羅歆瑤, 陳侃 申請人:福州大學至誠學院