一種可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微波通信的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002]可重構(gòu)天線是目前天線領(lǐng)域的前沿課題，同時(shí)，它也是未來(lái)天線發(fā)展的方向。它仍具有傳統(tǒng)意義上天線的基本結(jié)構(gòu)，通過(guò)加載電子器件或使用機(jī)械方法等來(lái)改變天線輻射體的結(jié)構(gòu)，天線的諧振特性和輻射特性就會(huì)得到大幅擴(kuò)展。由于可重構(gòu)天線功能上的多樣性，它不僅能滿足當(dāng)代通訊信道多變，高速率的要求，又能極大地降低通訊平臺(tái)上天線的數(shù)量具有重要的實(shí)用價(jià)值。然而，由于天線的頻率特性和輻射特性緊密關(guān)聯(lián)這一固有的性質(zhì)，在對(duì)天線的某一特性，如諧振頻率，做出重構(gòu)時(shí)，往往會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”地影響天線的其它特性，如極化或輻射方向圖，最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗。此外，除去天線本身的設(shè)計(jì)，直流偏置電路的設(shè)計(jì)也是可重構(gòu)天線的難點(diǎn)。另外，我們從現(xiàn)有的文獻(xiàn)調(diào)研得知，目前，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可重構(gòu)天線的研究日趨深入，可是把可重構(gòu)與陷波超寬帶相結(jié)合研究的利相關(guān)報(bào)道還比較稀少。以往的超寬帶陷波天線加工出來(lái)后，陷波頻率都是不可控的?，F(xiàn)在頻段越來(lái)越緊缺，有時(shí)便需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景改變陷波頻率。所以，研究一種新型的可重構(gòu)超寬帶陷波天線還是很有必要的。
[0003]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多科研團(tuán)隊(duì)對(duì)可重構(gòu)天線進(jìn)行了理論和實(shí)踐研究，取得了一定的積極成果，推進(jìn)了可重構(gòu)天線的發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，可重構(gòu)天線總體上被劃分為以下幾種類(lèi)型:頻率可重構(gòu)天線、方向圖可重構(gòu)天線以及極化可重構(gòu)天線。
[0004]頻率可重構(gòu)天線研究較早，頻率可重構(gòu)天線能工作在多個(gè)頻段，從而等效地增加天線的工作帶寬。在所有工作頻帶內(nèi)，輻射特性基本保持不變。
[0005]2006 年，Woosung Lee 等在Antennas and Propagat1n Society Internati onalSymposium 2006上發(fā)表題為“Reconfigurable Slot Antenna with Wide Bandwidth”的文章中，提出了一種具有寬頻帶可重構(gòu)槽縫天線，為提高帶寬，天線設(shè)有寬槽縫和窄槽縫，寬槽縫的形狀是三角形的，而窄槽縫是矩形的。天線的諧振長(zhǎng)度是寬槽縫和窄槽縫的長(zhǎng)度之和，它與天線的中心頻率有關(guān)，PIN 二極管位于窄槽縫中，用來(lái)改變諧振長(zhǎng)度。
[0006]極化可重構(gòu)天線利用極化正交的天線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用，提高通信系統(tǒng)的容量，減弱多徑衰弱的影響。此類(lèi)天線是具有可變的極化特性，同時(shí)保持了方向圖以及工作頻率不變。極化可重構(gòu)天線所蘊(yùn)含的巨大潛力和廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)吸引了人們的關(guān)注，并發(fā)表了一系列的研究成果。2007 年，Y1-Fan wu，Chun-Hsienwu 等人在 IEEE Transact1nsonAntennas and Propagat1n 上發(fā)表題為 “A reconf igurable quadr1-polarizat1ndiversity aperturecoupledpatch antenna”的文章中，提出了一種帶有孔徑親合和雙饋電結(jié)構(gòu)的四極化分集貼片天線，它可以提供四個(gè)極化狀態(tài)。天線的組成部分包括:接地層上通過(guò)四個(gè)微帶饋線饋電的四個(gè)矩形孔徑、一個(gè)分支線耦合器、8個(gè)PIN 二極管和一個(gè)正方形貼片。通過(guò)控制饋電網(wǎng)絡(luò)中PIN 二極管的直流偏壓來(lái)重構(gòu)天線從而得到一對(duì)正交線極化和一對(duì)正交圓極化。
[0007]方向圖可重構(gòu)天線可以適時(shí)改變方向圖，而工作頻率保持不變，還可以在單一天線結(jié)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)波束掃描。2008年，陳軼博在他的博士論文“可重構(gòu)微帶天線及寬帶圓極化微帶天線研究”中，提出了一款基于微帶天線的方向圖可重構(gòu)天線。該天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作模式多。但是，它也存在著微帶天線帶寬窄的普遍缺陷。由此可以看出，寬帶可重構(gòu)天線具有較大的研究?jī)r(jià)值。
[0008]上述現(xiàn)有技術(shù)總體存在以下兩點(diǎn)問(wèn)題:
[0009]1、陷波不可控，所提方法和結(jié)構(gòu)以及所實(shí)現(xiàn)的性能有限。
[0010]2、偏置直流電路如果設(shè)計(jì)不合理，常常對(duì)天線的性能產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、可靠的可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線，可實(shí)現(xiàn)雙陷波連續(xù)可調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了陷波的可重構(gòu)。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為:一種可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線，包括介質(zhì)基板及設(shè)置在該介質(zhì)基板上的天線輻射體，其中，所述天線輻射體為一個(gè)四周切角的矩形金屬片，并連接有微帶饋線，該天線輻射體上開(kāi)有兩個(gè)不等長(zhǎng)、開(kāi)口相向?qū)χ玫腢型縫隙，分別為第一 U型縫隙和第二 U型縫隙，該第一 U型縫隙和第二 U型縫隙等效于諧振器，用于產(chǎn)生兩個(gè)頻段的陷波，且縫隙的等效長(zhǎng)度控制陷波的中心頻率；所述第一 U型縫隙和第二 U型縫隙的底中間各跨接有一個(gè)變?nèi)荻O管，分別為第一變?nèi)荻O管和第二變?nèi)荻O管，通過(guò)改變電壓，使變?nèi)荻O管容值發(fā)生變化，從而改變縫隙的等效長(zhǎng)度；所述第一U型縫隙和第二 U型縫隙的底中部上用比其窄的縫隙各隔開(kāi)有一塊區(qū)域，用來(lái)接電壓的正極，同時(shí)在該較窄的縫隙上各跨接有一個(gè)隔直電容，所述天線輻射體接電壓的負(fù)極，所述微帶饋線上加載有一個(gè)隔直電容；所述天線輻射體和兩塊隔開(kāi)的區(qū)域上采用過(guò)孔覆銅，并在介質(zhì)基板的背面加載有扼流電感；所述隔直電容和扼流電感構(gòu)成直流偏置電路。
[0013]所述天線輻射體的接地板設(shè)在介質(zhì)基板的背面，該接地板上設(shè)有矩形槽以及弧形切角，所述天線輻射體通過(guò)接地板上的矩形槽和弧形切角獲得所需的阻抗匹配。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0015]1、本實(shí)用新型提出的雙陷波可重構(gòu)的超寬帶天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，僅通過(guò)控制兩個(gè)變?nèi)荻O管的電壓，便可以使陷波中心頻率連續(xù)可調(diào)。
[0016]2、對(duì)于偏置直流的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，對(duì)天線性能的影響較小。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1a為本實(shí)用新型所述可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0018]圖1b為本實(shí)用新型所述可重構(gòu)雙陷波超寬帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0019]圖2a為第二變?nèi)荻O管不變，調(diào)節(jié)第一變?nèi)荻O管時(shí)的天線仿真的天線回波損耗曲線圖。
[0020]圖2b為第一變?nèi)荻O管不變，調(diào)節(jié)第二變?nèi)荻O管時(shí)的天線仿真的天線回波損耗曲線圖。
[0021]圖3a為第二變?nèi)荻O管不變，調(diào)節(jié)第一變?nèi)荻O