本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，提出了一種通過(guò)金屬通孔一維陣列形成的結(jié)構(gòu)，金屬通孔陣列可以起到和金屬壁相類似的作用。結(jié)合兩排金屬通孔以及上下導(dǎo)體表面就可以模擬一個(gè)介質(zhì)填充的矩形金屬波導(dǎo)，從而形成基片集成波導(dǎo)。

基片集成波導(dǎo)與傳統(tǒng)矩形金屬波導(dǎo)相比，同樣有良好的傳播特性、低損耗、低輻射、高q值以及高功率容量的優(yōu)點(diǎn)。并且這種結(jié)構(gòu)易于集成，大大減小了原有的微波毫米波波導(dǎo)器件以及建立在波導(dǎo)基礎(chǔ)上的其他微波無(wú)源器件的重量、尺寸和價(jià)格，同時(shí)增強(qiáng)了制造過(guò)程的可重復(fù)性和可靠性。伴隨著基片集成波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)所有的微波無(wú)源或者有源電路都將能夠集成在一塊基片上，這將推動(dòng)微波工業(yè)的發(fā)展。

隨著基片集成波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，利用基片集成波導(dǎo)形成的無(wú)源微波器件，如濾波器、功分器、定向耦合器、天線等，都展現(xiàn)出了能與傳統(tǒng)矩形金屬波導(dǎo)微波器件相媲美的性能。基片集成波導(dǎo)應(yīng)用在天線領(lǐng)域主要是通過(guò)在其上導(dǎo)體表面周期性地刻蝕縫隙，波導(dǎo)中傳輸?shù)墓β蕰?huì)漏逸到外部空間，從而形成基片集成波導(dǎo)漏波天線。

半模基片集成波導(dǎo)是在基片集成波導(dǎo)上提出的結(jié)構(gòu)，由于基片集成波導(dǎo)中間為理想磁壁，電力線平行于對(duì)稱面，可以由此處將基片集成波導(dǎo)一分為二，并且不會(huì)改變場(chǎng)模式，這樣可以大大減小由基片集成波導(dǎo)構(gòu)成的器件的體積。

傳統(tǒng)的半?；刹▽?dǎo)縫隙天線其極化方式和波束指向是固定的，必須通過(guò)人工或者機(jī)械調(diào)整或更換天線的位置和極化方式改變其輻射方向和極化方式，靈敏度低，故障率高。同時(shí)，工作模式單一，需要安裝多副天線實(shí)現(xiàn)不同的工作模式，造成資源浪費(fèi)、成本提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線。

一方面，本發(fā)明提供了一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線，包括：介質(zhì)基片、第一金屬貼片、第二金屬貼片和變?nèi)荻O管；

其中，所述第一金屬貼片和所述第二金屬貼片設(shè)置在所述介質(zhì)基片的兩面，所述第一金屬貼片上設(shè)置有貼片開(kāi)口；在所述第一金屬貼片上刻蝕有預(yù)設(shè)數(shù)量的第一交指槽、所述預(yù)設(shè)數(shù)量的第二交指槽和金屬通孔陣列，所述貼片開(kāi)口位于刻蝕有所述第一交指槽的區(qū)域和刻蝕有所述第二交指槽的區(qū)域之間；所述金屬通孔陣列貫穿于所述介質(zhì)基片、所述第一金屬貼片和所述第二金屬貼片，并接地；以所述介質(zhì)基片的寬邊作為0°基準(zhǔn)，所述第一交指槽的長(zhǎng)邊偏轉(zhuǎn)-45°的角度，所述第二交指槽的長(zhǎng)邊偏轉(zhuǎn)45°的角度；在所述第一交指槽和所述第二交指槽上分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)的所述變?nèi)荻O管；

所述第一金屬貼片未刻蝕有所述第一交指槽和所述第二交指槽的一側(cè)區(qū)域構(gòu)成定向耦合器；所述定向耦合器的一側(cè)端面及所述介質(zhì)基片和所述第二金屬貼片與其同側(cè)的端面構(gòu)成饋電端面，所述第一金屬貼片與所述定向耦合器相對(duì)的一側(cè)端面及所述介質(zhì)基片和所述第二金屬貼片與其同側(cè)的端面也構(gòu)成饋電端面；所述定向耦合器與刻蝕有所述第一交指槽的區(qū)域之間、刻蝕有所述第二交指槽的區(qū)域之間的連接部分分別構(gòu)成微帶饋線，刻蝕有所述第一交指槽的區(qū)域、刻蝕有所述第二交指槽的區(qū)域與對(duì)應(yīng)的饋電端面之間的連接部分也分別構(gòu)成微帶饋線。

本發(fā)明提出的一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線，通過(guò)改變變?nèi)荻O管的電容值，使固定頻點(diǎn)處的天線方向圖隨著變?nèi)荻O管的電容值變化而變化，使天線在左右手圓極化、+/-45°線極化的極化方式下可以實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極化、模式的復(fù)合可重構(gòu)特性及頻率掃描功能。在一個(gè)天線上實(shí)現(xiàn)多工作模式，不僅節(jié)省了天線的制造成本，節(jié)約了空間，而且能有效抑制同一個(gè)平臺(tái)上的天線互擾。同時(shí)，與傳統(tǒng)相控陣相比更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且大大縮減了尺寸；與運(yùn)用pin二極管及mems機(jī)械開(kāi)關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)相比具有方向圖連續(xù)調(diào)控功能，而不僅僅是固定頻點(diǎn)處的方向圖捷變。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的半?；刹▽?dǎo)漏波天線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中交指槽51的放大結(jié)構(gòu)圖示意圖；

圖3為圖1中加入外圍電路后的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4為圖3中外圍電路的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中外圍電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6a為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為21.4ghz、信號(hào)從p1饋入時(shí)的天線方向圖；

圖6b為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為21.4ghz、信號(hào)從p2饋入時(shí)的天線方向圖；

圖6c為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為21.4ghz、信號(hào)從p3饋入時(shí)的天線方向圖；

圖6d為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為21.4ghz、信號(hào)從p4饋入時(shí)的天線方向圖；

圖7a為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22ghz、信號(hào)從p1饋入時(shí)的天線方向圖；

圖7b為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22ghz、信號(hào)從p2饋入時(shí)的天線方向圖；

圖7c為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22ghz、信號(hào)從p3饋入時(shí)的天線方向圖；

圖7d為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22ghz、信號(hào)從p4饋入時(shí)的天線方向圖；

圖8a為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22.6ghz、信號(hào)從p1饋入時(shí)的天線方向圖；

圖8b為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22.6ghz、信號(hào)從p2饋入時(shí)的天線方向圖；

圖8c為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22.6ghz、信號(hào)從p3饋入時(shí)的天線方向圖；

圖8d為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為22.6ghz、信號(hào)從p4饋入時(shí)的天線方向圖；

圖9a為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為23.4ghz、信號(hào)從p1饋入時(shí)的天線方向圖；

圖9b為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為23.4ghz、信號(hào)從p2饋入時(shí)的天線方向圖；

圖9c為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為23.4ghz、信號(hào)從p3饋入時(shí)的天線方向圖；

圖9d為本發(fā)明另一實(shí)施例中工作頻點(diǎn)為23.4ghz、信號(hào)從p4饋入時(shí)的天線方向圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的一實(shí)施例，參考圖1和圖2，提供了一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線，包括：介質(zhì)基片1、第一金屬貼片2、第二金屬貼片3和變?nèi)荻O管ca；

其中，第一金屬貼片2和第二金屬貼片3設(shè)置在介質(zhì)基片1的兩面，在第一金屬貼片2上刻蝕有預(yù)設(shè)數(shù)量的第一交指槽51、所述預(yù)設(shè)數(shù)量的第二交指槽52、貼片開(kāi)口、第一金屬通孔陣列v1、第二金屬通孔陣列v2和第三金屬通孔陣列v3；貼片開(kāi)口位于刻蝕有所述第一交指槽的區(qū)域和刻蝕有所述第二交指槽的區(qū)域之間。第一金屬通孔陣列v1、第二金屬通孔陣列v2和第三金屬通孔陣列v3貫穿于介質(zhì)基片1、第一金屬貼片2和第二金屬貼片3，并接地；以介質(zhì)基片的寬邊作為0°基準(zhǔn)，第一交指槽的長(zhǎng)邊偏轉(zhuǎn)-45°的角度，第二交指槽的長(zhǎng)邊偏轉(zhuǎn)45°的角度；在第一交指槽51和第二交指槽52上分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)的變?nèi)荻O管ca。

第一金屬貼片2未刻蝕有所述第一交指槽51和所述第二交指槽52的一側(cè)區(qū)域構(gòu)成定向耦合器4。

第一金屬通孔陣列v1位于第一金屬貼片2刻蝕有所述第一交指槽51的區(qū)域的一側(cè)，排列方向平行于所述第一交指槽51的排列方向；第二金屬通孔陣列v2位于第一金屬貼片2刻蝕有第二交指槽的區(qū)域的一側(cè)，排列方向平行于所述第二交指槽52的排列方向；第三金屬通孔陣列v3包含三列金屬通孔，分別位于第一金屬貼片2上構(gòu)成定向耦合器4一側(cè)的寬邊邊緣及中間。

定向耦合器4的一側(cè)端面及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與其同側(cè)的端面構(gòu)成饋電端面，第一金屬貼片2與定向耦合器4相對(duì)的一側(cè)端面及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與其同側(cè)的端面也構(gòu)成饋電端面；定向耦合器4與刻蝕有第一交指槽51的區(qū)域之間、刻蝕有第二交指槽52的區(qū)域之間的連接部分分別構(gòu)成微帶饋線，刻蝕有第一交指槽51的區(qū)域、刻蝕有第二交指槽52的區(qū)域與對(duì)應(yīng)的饋電端面之間的連接部分也分別構(gòu)成微帶饋線。

具體的，定向耦合器4的一側(cè)具有凹口，凹口一邊的端面部分及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與定向耦合器同側(cè)的端面構(gòu)成第一饋電端面p1，凹口另一邊的端面部分及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與定向耦合器同側(cè)的端面構(gòu)成第二饋電端面p2；第一金屬貼片2與定向耦合器4相對(duì)的、且位于貼片開(kāi)口一邊的端面及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與貼片開(kāi)口同側(cè)的端面構(gòu)成第三饋電端面p3，第一金屬貼2與定向耦合器4相對(duì)的、且位于貼片開(kāi)口另一邊的端面及介質(zhì)基片1和第二金屬貼片3與貼片開(kāi)口同側(cè)的端面構(gòu)成第四饋電端面p4。定向耦合器4的另一側(cè)也具有凹口，與刻蝕有第一交指槽51的區(qū)域之間構(gòu)成第一微帶饋線f1，與刻蝕有第二交指槽52的區(qū)域之間構(gòu)成第二微帶饋線f2；刻蝕有第一交指槽51的區(qū)域與第三饋電端面p3之間的連接部分構(gòu)成第三微帶饋線f3，刻蝕有第二交指槽52的區(qū)域與第四饋電端面p4之間的連接部分構(gòu)成第四微帶饋線f4。

具體的，在本實(shí)施例中，以第一金屬貼片2上刻蝕有5個(gè)斜-45°的第一交指槽51和5個(gè)斜45°的第二交指槽52為例。如圖2所示，以變?nèi)荻O管ca在第一交指槽51上為例，變?nèi)荻O管ca在第一交指槽51的開(kāi)放邊界21處。同樣的，變?nèi)荻O管ca也在第二交指槽52的開(kāi)放邊界22處。這里的開(kāi)放邊界處是指第一交指槽51、第二交指槽52在第一金屬貼片2的邊緣形成的開(kāi)口。

第三金屬通孔陣列v3包含的三列金屬通孔，將第一金屬貼片2的一側(cè)分為兩部分，中間由金屬通孔隔開(kāi)，使第一金屬貼片2的該側(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)定向耦合器4。此處，定向耦合器4為3db定向耦合器。

在第一金屬貼片2上刻蝕的每一個(gè)金屬通孔內(nèi)部均設(shè)置有金屬套，使半模基片集成波導(dǎo)漏波天線的寬邊可等效為電壁，半模基片集成波導(dǎo)漏波天線可等效為矩形波導(dǎo)。

變?nèi)荻O管又稱可變電抗二極管，是一種利用pn結(jié)電容(勢(shì)壘電容)與其反向偏置電壓的依賴關(guān)系及原理制成的二極管。變?nèi)荻O管用途廣泛，如有專用于諧振電路調(diào)諧的電調(diào)變?nèi)荻O管、適用于參放的參放變?nèi)荻O管以及用于固體功率源中倍頻、移相的功率階躍變?nèi)荻O管等。通過(guò)改變變?nèi)荻O管的電容值控制天線等效電路參量，從而使輻射主波束在固定頻點(diǎn)處隨電容值的變化在e面掃描。

從第一饋電端面p1饋入頻率變化的信號(hào)，通過(guò)改變變?nèi)荻O管ca的電容值c，在饋入信號(hào)頻率變化范圍內(nèi)的固定頻點(diǎn)上，半?；刹▽?dǎo)漏波天線輻射能量的最大增益點(diǎn)在變?nèi)荻O管ca取不同電容值c時(shí)指向不同方向，說(shuō)明依照本發(fā)明實(shí)施例的半?；刹▽?dǎo)漏波天線，能夠在右手圓極化的極化方式下實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處的模式可重構(gòu)。

從第二饋電端面p2饋入頻率變化的信號(hào)，通過(guò)改變變?nèi)荻O管ca的電容值c，在饋入信號(hào)頻率變化范圍內(nèi)的固定頻點(diǎn)上，半模基片集成波導(dǎo)漏波天線輻射能量的最大增益點(diǎn)在變?nèi)荻O管ca取不同電容值c時(shí)指向不同方向，說(shuō)明依照本發(fā)明實(shí)施例的半?；刹▽?dǎo)漏波天線，能夠在左手圓極化的極化方式下實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處的模式可重構(gòu)。

從第三饋電端面p3饋入頻率變化的信號(hào)，通過(guò)改變變?nèi)荻O管ca的電容值c，在饋入信號(hào)頻率變化范圍內(nèi)的固定頻點(diǎn)上，半?；刹▽?dǎo)漏波天線輻射能量的最大增益點(diǎn)在變?nèi)荻O管ca取不同電容值c時(shí)指向不同方向，說(shuō)明依照本發(fā)明實(shí)施例的半?；刹▽?dǎo)漏波天線，能夠在45°線極化的極化方式下實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處的模式可重構(gòu)。

從第四饋電端面p4饋入頻率變化的信號(hào)，通過(guò)改變變?nèi)荻O管ca的電容值c，在饋入信號(hào)頻率變化范圍內(nèi)的固定頻點(diǎn)上，半模基片集成波導(dǎo)漏波天線輻射能量的最大增益點(diǎn)在變?nèi)荻O管ca取不同電容值c時(shí)指向不同方向，說(shuō)明依照本發(fā)明實(shí)施例的半模基片集成波導(dǎo)漏波天線，能夠在-45°線極化的極化方式下實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處的模式可重構(gòu)。

在本實(shí)施例中，通過(guò)改變變?nèi)荻O管的電容值，使固定頻點(diǎn)處的天線方向圖隨著變?nèi)荻O管的電容值變化而變化，使天線在左右手圓極化、+/-45°線極化的極化方式下可以實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極化、模式的復(fù)合可重構(gòu)特性及頻率掃描功能。在一個(gè)天線上實(shí)現(xiàn)多工作模式，不僅節(jié)省了天線的制造成本，節(jié)約了空間，而且能有效抑制同一個(gè)平臺(tái)上的天線互擾。同時(shí)，與傳統(tǒng)相控陣相比更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且大大縮減了尺寸；與運(yùn)用pin二極管及mems機(jī)械開(kāi)關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)相比具有方向圖連續(xù)調(diào)控功能，而不僅僅是固定頻點(diǎn)處的方向圖捷變。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖3、圖4和圖5所示，所述半模基片集成波導(dǎo)漏波天線還包括：外圍電路6和第四金屬通孔陣列7；

每個(gè)所述第一交指槽和所述第二交指槽均對(duì)應(yīng)一個(gè)所述外圍電路；所述外圍電路6包括直流電源voc、隔直電容cb、分壓電阻rs、射頻扼流電感l(wèi)1和所述變?nèi)荻O管ca；所述射頻扼流電感l(wèi)1與所述第四金屬通孔陣列7連接，所述第四金屬通孔陣列7接地；所述直流電源voc的正極、所述分壓電阻rs、所述變?nèi)荻O管ca和所述射頻扼流電感l(wèi)1為串聯(lián)連接關(guān)系；所述直流電源voc的負(fù)極接地；所述隔直電容cb與所述變?nèi)荻O管ca為并聯(lián)連接關(guān)系。

具體的，在上述實(shí)施例的天線中，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)第一交指槽和第二交指槽，分別加入外圍電路6，變?nèi)荻O管ca與隔直電容cb由交指槽內(nèi)部的凸起部分從中間隔開(kāi)，使變?nèi)荻O管ca與隔直電容cb并列位于交指槽的開(kāi)放邊界處。圖3中，在每一個(gè)交指槽的開(kāi)放邊界處均有一個(gè)包含變?nèi)荻O管ca和與之并聯(lián)連接的隔直電容cb的外圍電路，共有10個(gè)。第三金屬通孔陣列7用于使第一交指槽外圍電路中的射頻扼流電感接地，用于隔離射頻信號(hào)與直流信號(hào)。對(duì)于第二交指槽來(lái)說(shuō)，則利用第一金屬通孔使外圍電路中的射頻扼流電感接地。

本實(shí)施例中，考慮實(shí)際情況，在天線中加入了有效隔離直流信號(hào)與射頻信號(hào)的外圍電路，提高了天線在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，采用rogers5880、厚度為1.5mm～1.65mm的介質(zhì)基片，在介質(zhì)基片的兩面設(shè)置銅箔材料制成的金屬貼片，運(yùn)用ansofthfss軟件對(duì)上述實(shí)施例中含有外圍電路的半?；刹▽?dǎo)漏波天線進(jìn)行電磁仿真分析。

hfss軟件是由美國(guó)ansoft公司開(kāi)發(fā)的三維電磁場(chǎng)仿真軟件，應(yīng)用切向矢量有限元法，可求解任意三維射頻、微波器件的電磁場(chǎng)分布；計(jì)算由于材料和輻射帶來(lái)的損耗；可直接得到特征阻抗、傳播系數(shù)、s參數(shù)及電磁場(chǎng)、輻射場(chǎng)、天線方向圖、特定吸收率等結(jié)果；廣泛應(yīng)用于天線、饋線、濾波器等的設(shè)計(jì)和電磁兼容、電磁干擾、天線布局和互耦等問(wèn)題的計(jì)算。

目前，k波段(頻率范圍為21ghz～24ghz)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大潛力，是未來(lái)地空通信的有效方式。它具有更寬的頻率分配，增加可獲得的帶寬；不易受地面系用干擾；使用小型射頻元件(尤其是天線)；另外由于其工作頻率高，因而大大節(jié)省了星上功率并且允許頻率復(fù)用。本實(shí)施例就是在基片集成波導(dǎo)領(lǐng)域，對(duì)k波段的基于復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)的模式可重構(gòu)天線進(jìn)行研究，即本發(fā)明提供的半模基片集成波導(dǎo)漏波天線優(yōu)選工作頻段為k波段。

為使含有外圍電路的半?；刹▽?dǎo)漏波天線的工作頻段為21ghz～24ghz，仿真采用的各元件的相關(guān)參數(shù)如下：介質(zhì)基片厚度為1.575mm，相對(duì)介電常數(shù)為2.2，正切損耗為0.0009；隔直電容的電容值為c1＝100nf；分壓電阻的電阻值為r＝10kω；射頻軛流電感的電感值為l＝4.7nh；變?nèi)荻O管的電容值c的整體變化范圍為0.05pf～1.6pf。

為了說(shuō)明本實(shí)施例中的半?；刹▽?dǎo)漏波天線對(duì)21ghz～24ghz整體頻段的適用性，選取4個(gè)頻點(diǎn)21.4ghz、22ghz、22.6ghz、23.4ghz，并通過(guò)ansofthfss軟件采集對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)處天線方向圖的仿真結(jié)果，在仿真得到的天線方向圖中，橫坐標(biāo)為掃描角度，單位為度，縱坐標(biāo)為歸一化的波增益，單位為db。

(一)工作頻點(diǎn)為21.4ghz

(1)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第一饋電端面p1饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.12pf、0.25pf、0.45pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖6a所示。

從圖中可以看出，在21.4ghz且右手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.12pf、0.25pf、0.45pf時(shí)，天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-18度、-16度、-14度、-12度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(2)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第二饋電端面p2饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.15pf、0.25pf、0.45pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖6b所示。

從圖中可以看出，在21.4ghz且左手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.15pf、0.25pf、0.45pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-9度、-8度、-7度、-5度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(3)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第三饋電端面p3饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.15pf、0.25pf、0.45pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖6c所示。

從圖中可以看出，在21.4ghz且+45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.15pf、0.25pf、0.45pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為19度、16度、14度、10度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(4)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第四饋電端面p4饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.25pf、0.4pf、0.45pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖6d所示。

從圖中可以看出，在21.4ghz且-45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.05pf、0.25pf、0.4pf、0.45pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為8度、6度、3度、2度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(二)工作頻點(diǎn)為22ghz

(1)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第一饋電端面p1饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、1pf、1.5pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖7a所示。

從圖中可以看出，在22ghz且右手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、1pf、1.5pf時(shí)，天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為5度、3度、2度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(2)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第二饋電端面p2饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.4pf、1.5pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖7b所示。

從圖中可以看出，在22ghz且左手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.4pf、1.5pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-10度、-7度、-4度、-3度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(3)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第三饋電端面p3饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.8pf、1pf、1.2pf、1.3pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖7c所示。

從圖中可以看出，在22ghz且+45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.8pf、1pf、1.2pf、1.3pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-1度、-4度、-6度、-23度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(4)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第四饋電端面p4饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.8pf、1pf、1.4pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖7d所示。

從圖中可以看出，在22ghz且-45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.8pf、1pf、1.4pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-4度、-3度、1度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(三)工作頻點(diǎn)為22.6ghz

(1)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第一饋電端面p1饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、0.8pf、1pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖8a所示。

從圖中可以看出，在22.6ghz且右手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、0.8pf、1pf時(shí)，天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為9度、6度、3度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(2)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第二饋電端面p2饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.3pf、2pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖8b所示。

從圖中可以看出，在22.6ghz且左手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.3pf、2pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-6度、-3度、-1度、1度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(3)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第三饋電端面p3饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.2pf、0.4pf、0.8pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖8c所示。

從圖中可以看出，在22.6ghz且+45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.2pf、0.4pf、0.8pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-24度、-16度、-7度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(4)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第四饋電端面p4饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.2pf、0.4pf、0.6pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖8d所示。

從圖中可以看出，在22.6ghz且-45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.2pf、0.4pf、0.6pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-7度、-8度、-10度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(四)工作頻點(diǎn)為23.4ghz

(1)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第一饋電端面p1饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.6pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖9a所示。

從圖中可以看出，在23.4ghz且右手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為1pf、1.2pf、1.6pf時(shí)，天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為6度、8度、9度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(2)在第三饋電端面p3和第四饋電端面p4對(duì)應(yīng)的微帶饋線f3、f4處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第二饋電端面p2饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、0.8pf、1.2pf、1.4pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖9b所示。

從圖中可以看出，在23.4ghz且左手圓極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、0.8pf、1.2pf、1.4pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-4度、-1度、3度、5度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(3)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第三饋電端面p3饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、1pf、1.2pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖9c所示。

從圖中可以看出，在23.4ghz且+45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.6pf、1pf、1.2pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-4度、-8度、-11度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

(4)在第一饋電端面p1和第二饋電端面p2對(duì)應(yīng)的微帶饋線f1、f2處接50ω匹配負(fù)載，頻段為21ghz～24ghz的信號(hào)從第四饋電端面p4饋入，設(shè)置變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.1pf、1pf、1.2pf，天線方向圖的仿真結(jié)果如圖9d所示。

從圖中可以看出，在23.4ghz且-45°線極化的情況下，變?nèi)荻O管的電容值c分別為0.1pf、1pf、1.2pf時(shí)，天線方向圖最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)的掃描角度分別為-15度、-8度、-5度，對(duì)于同一天線，可以實(shí)現(xiàn)固定頻點(diǎn)處天線方向圖中最大增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的方向，即實(shí)現(xiàn)了模式可重構(gòu)。

在本實(shí)施例中，由圖6a～6d、圖7a～7d、圖8a～8d和圖9a～9d可知，通過(guò)在半?；慕恢覆圻吔缣幵O(shè)置變?nèi)荻O管并且設(shè)計(jì)有效隔離直流與射頻信號(hào)的外圍電路，能夠在左手圓極化、右手圓極化及+/-45°線極化這四種極化方式下，在21ghz～24ghz的頻率范圍內(nèi)的固定頻點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)功能。

本發(fā)明提供的一種半?；刹▽?dǎo)漏波天線，通過(guò)改變變?nèi)荻O管的電容值，使固定頻點(diǎn)處的天線方向圖隨著變?nèi)荻O管的電容值變化而變化，使天線在左右手圓極化、+/-45°線極化的極化方式下可以實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極化、模式的復(fù)合可重構(gòu)特性及頻率掃描功能。在一個(gè)天線上實(shí)現(xiàn)多工作模式，不僅節(jié)省了天線的制造成本，節(jié)約了空間，而且能有效抑制同一個(gè)平臺(tái)上的天線互擾。同時(shí)，與傳統(tǒng)相控陣相比更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且大大縮減了尺寸；與運(yùn)用pin二極管及mems機(jī)械開(kāi)關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)相比具有方向圖連續(xù)調(diào)控功能，而不僅僅是固定頻點(diǎn)處的方向圖捷變?？紤]實(shí)際情況，在天線中加入了可以有效隔離直流信號(hào)與射頻信號(hào)的外圍電路，提高了天線在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性。在仿真中，選取21ghz～24ghz范圍內(nèi)的四個(gè)固定頻點(diǎn)，進(jìn)一步證明了通過(guò)本發(fā)明提供的天線，可以在左右手圓極化、+/-45°線極化的極化方式下實(shí)現(xiàn)模式可重構(gòu)。

最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。