本發(fā)明涉及微帶貼片天線技術領域，特別是涉及l(fā)-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線。

背景技術：

可重構天線(reconfigurableantenna)的概念于20世紀60年代提出，指的是具有頻率可調(diào)、極化可調(diào)、方向圖可調(diào)或者多電磁參數(shù)可調(diào)特性的天線，具有體積小、功能多、易于實現(xiàn)分集應用等優(yōu)點，是目前天線智能化研究的熱點之一，研究重點主要集中在天線的結構設計而非射頻信號處理系統(tǒng)。目前的實現(xiàn)方式主要包括：電可調(diào)和機械可調(diào)兩種方式，其中電可調(diào)應用最為廣泛。電可調(diào)方式需要加載集總元件，如pin二極管、變?nèi)荻O管、mems、開關等，在附加直流偏置電路的控制下通過調(diào)節(jié)集總元件的通斷狀態(tài)等，實現(xiàn)天線的可調(diào)設計。

微帶貼片天線具有結構簡單、剖面低、易共形、易集成、以及重量輕、成本低等優(yōu)點，廣泛應用于微波天線這一領域。作為一種諧振型天線，微帶天線具有窄帶特性，通常阻抗帶寬為1％～5％。為了實現(xiàn)保密通信、跳頻通信、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，原有的窄帶天線已無法滿足實際應用的要求，因而對寬帶天線甚至超寬帶天線技術的需求越來越急切。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了l-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，可以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

l-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，所述天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，中間層為水與空氣混合，利用sma轉(zhuǎn)接頭對天線進行饋電，改變水面高度即改變天線的諧振頻點。

優(yōu)選地，上下兩層基板均采用低損耗的f4b介質(zhì)板，所述f4b介質(zhì)板的相對介電常數(shù)εr＝2.65，損耗角正切tanδ＝0.001，厚度為h1＝1mm。

優(yōu)選地，上下兩層f4b介質(zhì)板的間距h＝4mm，貼片尺寸l＝45mm，饋電點的x軸坐標xf＝6.5mm，金屬接地板尺寸lg＝110mm。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明可以實現(xiàn)l-波段的全覆蓋，天線的輻射方向圖在各個諧振頻點處均為典型的微帶貼片天線的方向圖，增益也滿足實際應用的要求。

2.本發(fā)明中天線的諧振頻點的位置具有可靈活設計的特點，因此可將該設計方法應用于其他較低頻段頻率可調(diào)天線的設計，具有廣泛的應用前景。

3.本發(fā)明結構簡單、成本低廉、易于制備。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是水的德拜馳豫模型，其中實線為相對介電常數(shù)實部，虛線為相對介電常數(shù)虛部；

圖2是天線俯視結構圖；

圖3是天線的切面結構圖；

圖4是天線的反射系數(shù)(s11)仿真曲線；

圖5-圖9是天線的仿真輻射增益方向圖，其中圖5是h＝2mm，頻點f＝1.92ghz，圖6是h＝2.5mm，頻點為f＝1.708ghz，圖7是h＝3mm，頻點為f＝1.496ghz，圖8是h＝3.5mm，頻點為f＝1.122ghz，圖9是h＝4mm，頻點為f＝1.045ghz。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為水的德拜馳豫模型?？梢钥闯觯趌-波段范圍內(nèi)，相對介電常數(shù)實部的變化幅度很小，從78.2減小到77.6，損耗在可接受的范圍內(nèi)。

圖2-3是天線的結構圖，天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，上下兩層基板均采用低損耗的f4b(相對介電常數(shù)εr＝2.65，損耗角正切tanδ＝0.001，厚度為h1＝1mm)，中間層為水與空氣混合，水面高度為h。上下兩層f4b介質(zhì)板的間距固定為h，貼片尺寸為l，金屬接地板尺寸為lg，利用50歐的sma轉(zhuǎn)接頭對天線進行饋電，饋電點的位置為(xf,0)，仿真優(yōu)化后的結構參數(shù)分別為h＝4mm，l＝45mm，xf＝6.5mm，lg＝110mm。天線的整體剖面為6mm，僅為0.03λ0。具體加工時可采用墊片固定好上下兩層f4b基板的高度，然后對天線進行封裝，封裝之后采用醫(yī)用注射器精確控制加水量。

圖4是采用cstmicrowavestudio軟件仿真得到的反射系數(shù)(s11)曲線。可以看出，隨著水面高度h的增大，天線的諧振頻點朝低頻處移動，當h＝2mm時，諧振中心頻點為1.92ghz；當h＝4mm時，諧振中心頻點為1.045ghz，覆蓋整個l-波段范圍。

圖5-圖9是仿真得到的各個諧振頻點的輻射方向圖。從圖中可以看出，方向圖保持了高度的穩(wěn)定性，實際增益隨著頻率的升高而升高，在1.045ghz處的實際增益為3.63db。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了L?波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，涉及微帶貼片天線技術領域。天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，中間層為水與空氣混合，利用SMA轉(zhuǎn)接頭對天線進行饋電，改變水面高度即改變天線的諧振頻點。本發(fā)明可以實現(xiàn)L?波段的全覆蓋，天線的輻射方向圖在各個諧振頻點處均為典型的微帶貼片天線的方向圖，增益也滿足實際應用的要求。

技術研發(fā)人員：屈紹波;袁航盈;王軍;王甲富;馬華;張介秋
受保護的技術使用者：中國人民解放軍空軍工程大學
技術研發(fā)日：2017.06.15
技術公布日：2017.10.17