一種小型的極化可重構天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于天線技術，尤其涉及一種極化可重構圓極化天線。
【背景技術】
[0002]天線是許多微波毫米波系統(tǒng)必不可少的組件，隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，對天線的小尺寸、低成本、高平面集成度和較高的多功能有著迫切的需求?？芍貥嬏炀€與傳統(tǒng)天線相比，具有尺寸小，重量輕，易于分集等優(yōu)點。由于現(xiàn)代單層PCB工藝十分成熟，在不是十分高的頻段內(nèi)，加工精度也十分有保證，同時加工的產(chǎn)品可以擁有低輪廓、小體積、高集成度的特性，有利于天線的大規(guī)模生產(chǎn)與應用。因此，使用單層PCB工藝的極化可重構天線在低輪廓、高集成度以及降低成本上都有很現(xiàn)實的意義。
[0003]天線作為一種用來發(fā)射和接收無線電波的部件，在無線通信系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用，是無線通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。隨著無線通信系統(tǒng)地飛速發(fā)展，對天線的要求也越來越高。一方面，需要天線能夠具有多種工作模式并具有良好的傳輸性能，另一方面，又要減輕天線的重量，減小天線體積并降低成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種小型的極化可重構天線，是一種便于平面集成，結構簡單，尺寸小，實現(xiàn)簡單，可以在一副天線上可以實現(xiàn)左旋和右旋的多功能天線。
[0005]技術方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0006]一種小型的極化可重構天線，其特征在于:包括若干縱橫方向二維陣列排布的天線單元，所述每個天線單元包括兩個饋電端口，所述各天線單元通過第一等相位等幅度功分器連接所述天線單元的一個饋電端口，形成子陣列；所述各天線單元通過第二等相位等幅度功分器連接所述天線單元的另一個饋電端口，形成正交旋向的陣列；所述第一等相位等幅度功分器和第二等相位等幅度功分器通過一分二開關與信號饋入端口連接。
[0007]進一步的，所述天線單元包括介質(zhì)基片、上金屬層、下金屬層和若干金屬通孔，所述介質(zhì)基片設置在上金屬層和下金屬層之間，所述金屬通孔貫穿介質(zhì)基片，且上、下兩端分別連接上金屬層和下金屬層，所述各金屬通孔陣列式排布成諧振腔。
[0008]進一步的，所述諧振腔的輪廓為方形。
[0009]進一步的，所述天線單元的工作模式為諧振腔的高次簡并模式TE120和TE210模式。
[0010]進一步的，所述天線單元的兩個饋電端口設置在上金屬層上，所述饋電端口蝕刻出縫隙作為有限接地共面波導傳輸線，所述有限接地共面波導傳輸線作為天線單元的饋電結構。
[0011]進一步的，所述下金屬層上諧振腔的四周蝕刻出四條寬度相同但長度不同的縫隙作為輻射縫隙，所述輻射縫隙作為天線單元的輻射結構。
[0012]進一步的，所述天線單元上的兩個饋電端口相位相差90度。
[0013]進一步的，所述第一等相位等幅度功分器通過多個修正的第一威爾金森功分器分別串接對應天線單元，所述第二等相位等幅度功分器通過多個修正的第二威爾金森功分器分別串接對應天線單元。
[0014]進一步的，縱向的天線單元通過對應的修正的第一威爾金森功分器與對應的天線單元的其中一個饋電端口串聯(lián)方式組成子陣列，然后將串聯(lián)后的子陣列在橫向上通過第一等相位等幅度功分器并聯(lián)為一體；同樣的，首先縱向的天線單元通過對應的修正的第二威爾金森功分器與天線單元的另一個饋電端口串聯(lián)方式組成子陣列，然后將串聯(lián)后的子陣列在橫向上通過第二等相位等幅度功分器并聯(lián)為一體。
[0015]進一步的，所述第一等相位等幅度功分器和第二等相位等幅度功分器均為修正的威爾金森功分器。
[0016]有益效果:本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0017]1、整個天線單元主要有金屬層和金屬化通孔組成，整個結構可以用傳統(tǒng)的PCB或LTCC工藝來實現(xiàn)；
[0018]2、該天線能通過一分二開關實現(xiàn)左旋和右旋兩種圓極化方式，能簡單的實現(xiàn)小型化可重構天線；
[0019]3、該天線尺寸小、實現(xiàn)簡單、加工方便、輪廓低、便于集成。
【附圖說明】
[0020]圖1為一種極化可重構天線里天線單元的主視結構示意圖；
[0021]圖2為天線單元的后視結構示意圖；
[0022]圖3為2X2極化可重構天線陣列的主視結構示意圖；
[0023]圖4為圖3所示極化可重構天線陣列的后視結構示意圖；
[0024]圖5為金屬化通孔的剖視結構示意圖；
[0025]圖6為天線仿真和測試的一分二開關分別開向一邊時的回波損耗|Sn| ；
[0026]圖7為實測天線在頻率5.9GHz時右旋的總的增益方向圖；
[0027]圖8為實測天線在頻率5.9GHz時左旋的總的增益方向圖；
[0028]圖9為在法向方向上，實測右旋天線隨頻率變化下的軸比變化關系和增益變化關系圖；
[0029]圖10為在法向方向上，實測左旋天線隨頻率變化下的軸比變化關系和增益變化關系圖。
[0030]圖11為在法向方向上，實測天線主極化和交叉極化的電平相對值圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0032]如圖1、2所示為一種小型的極化可重構天線，包括若干縱橫方向拓展的二維陣列排布的天線單元，所述每個天線單元包括兩個饋電端口，所述天線單元上的兩個饋電端口相位相差90度，所述各天線單元通過第一等相位等幅度功分器51連接所述天線單元的一個饋電端口，形成子陣列；所述各天線單元通過第二等相位等幅度功分器52連接所述天線單元的另一個饋電端口，形成正交旋向的陣列。所述第一等相位等幅度功分器51和第二等相位等幅度功分器52通過一分二開關與信號饋入端口 9連接。所述信號饋入端口 9通過一分二開關選擇性饋入天線單元的不同饋電端口，從而控制天線單元的旋向。
[0033]具體的，所述第一等相位等幅度功分器51通過多個修正的第一威爾金森功分器61分別串接對應天線單元，所述第二等相位等幅度功分器52通過多個修正的第二威爾金森功分器62分別串接對應天線單元。所述第一等相位等幅度功分器51和第二等相位等幅度功分器52均為修正的威爾金森功分器。
[0034]具體拓展方式如圖3、圖4所示2X2極化可重構天線陣列，首先縱向天線單元通過對應的修正的第一威爾金森功分器61與對應的天線單元的其中一個饋電端口串聯(lián)方式組成子陣列，然后將串聯(lián)后的子陣列在橫向上通過第一等