本發(fā)明屬于超低頻至毫米波傳播，尤其涉及一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)。

背景技術：

1、在現(xiàn)代通信應用中，越來越多的頻段已經(jīng)使用，導致頻譜資源越來越緊缺，因此頻譜資源成為軍民爭取的重要目標。特別是電磁頻譜被提升日程以來，頻譜資源的檢測和利用成為重要的研究課題，特別是在6g需求的驅動下，6ghz以下的頻譜資源幾乎沾滿了所有的頻譜，很難為其它的新增通信和雷達資源服務。近年來，通信技術朝著毫米波和甚低頻頻段發(fā)展，甚至在高頻段延伸到太赫茲，低頻段延伸到超低頻。電磁波的覆蓋頻率越來越寬，因此在極寬頻的范圍內(nèi)實現(xiàn)頻譜的感知，對在工作的頻譜資源進行管控成為有效利用頻譜資源的重要手段，也是進行未知信號感知和檢測的重要方式，可以為通信和感知安全奠定基礎。

2、目前的頻率已經(jīng)覆蓋了超低頻至毫米波，甚至是太赫茲頻段，而傳統(tǒng)的感知天線的設計與工作頻率的波長正正比，在低頻段，天線的波長很長，導致天線的尺寸很大，而在該頻段，天線的波長隨著頻率的增加而降低，因此天線的尺寸相對于低頻段成為電小天線甚至是波長的幾十分之一。因此，極寬頻的覆蓋帶寬，涵蓋低頻至高頻，很難實現(xiàn)天線的集成化和一體化設計。

3、然而超低頻覆蓋較低的頻率，天線可以直接實現(xiàn)透地、穿墻、透水等特性，可以實現(xiàn)隱藏通信和探測，因此超低頻的開發(fā)具有重要的意義。然而，傳統(tǒng)的超低頻天線很難實現(xiàn)小型化設計，同時難以實現(xiàn)和微波頻段的一體化設計和集成。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)，提供了一種一體化設計和多種集成方式的極寬頻天線，主要采用電流激勵、電壓激勵的方式實現(xiàn)調(diào)控，配合天線結構，進而形成極寬頻的連續(xù)調(diào)控，可以滿足覆蓋超低頻至毫米波波段，且頻譜可以調(diào)節(jié)可控，實現(xiàn)水中至空中一體化通信和極寬頻頻譜感知。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)，包括：

3、極寬電壓控制系統(tǒng)、球形電極對、矩形環(huán)電極對；其中所述極寬電壓控制系統(tǒng)分別與球形電極對及矩形環(huán)電極對連接用于分別對球形電極及矩形環(huán)電極提供電壓信號，所述球形電極對所在直線與所述矩形環(huán)電極對平行；

4、所述矩形環(huán)電極對下方設置有盒子，其中所述盒子內(nèi)部裝載有鹽性溶液，所述球形電極對設置在鹽性溶液內(nèi)部且設置于所述盒子兩端；

5、所述矩形環(huán)電極對之間設置有壓電薄膜，所述矩形環(huán)電極對遠離所述球形電極的一側依次設置有合金材料薄膜和輻射貼片。

6、可選的，所述極寬電壓控制系統(tǒng)中包括依次連接的濾波器及變阻器，所述濾波器與電壓源連接，所述變阻器分別與所述球形電極對及矩形環(huán)電極對連接。

7、可選的，所述矩形環(huán)電極對包括正矩形環(huán)電極和負矩形環(huán)電極，其中所述負矩形環(huán)電極、壓電薄膜、正矩形環(huán)電極、合金材料薄膜及輻射貼片自下而上依次設置。

8、可選的，所述壓電薄膜采用鈦酸鋇壓電薄膜。

9、可選的，所述合金材料薄膜采用稀土-鐵合金材料薄膜。

10、可選的，所述球形電極對由氯化銀制成。

11、可選的，所述矩形環(huán)電極對及球形電極對上設置有對應的電極饋電端面，其中所述電極饋電端面為電鍍銀薄膜涂層。

12、可選的，所述輻射貼片采用波紋喇叭狀貼片，且采用微波信號進行激勵。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術效果：

14、本發(fā)明提供的是一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)，采用變阻器和濾波器設計極寬電壓控制系統(tǒng)，控制電極所需電壓以激勵球形電極和矩形環(huán)電極，為球形電極和矩形環(huán)電極提供寬帶激勵電壓，以實現(xiàn)寬帶頻率調(diào)控。利用放置于鹽性溶液內(nèi)部的一對球形電極形成導電流體場，實現(xiàn)低頻段通信，并且可以通過調(diào)整球形電極正負電極壓差，調(diào)整電流場的工作帶寬和頻率。將稀土-鐵合金材料薄膜粘合在矩形環(huán)電極上方，利用矩形環(huán)電極在電壓驅動下產(chǎn)生的微位移形變使薄膜產(chǎn)生相應的頻率，通過電流場和稀土-鐵合材料薄膜微位移形變驅動的低頻輻射形成寬帶低頻輻射。通過調(diào)整球形電極和矩形環(huán)電極的工作電壓，可以實現(xiàn)超低頻至兆赫茲天線的連續(xù)調(diào)控，而粘合在稀土-鐵合金材料薄膜之上的波紋喇叭狀貼片在微波信號的激勵下產(chǎn)生吉赫茲頻段的輻射，從而實現(xiàn)極寬頻電磁輻射。該天線相較于傳統(tǒng)超低頻天線具有極小的物理尺寸，且實現(xiàn)了超低頻至微波頻段的一體化設計和集成，能夠進行極寬頻的連續(xù)調(diào)控，可以滿足覆蓋超低頻至毫米波波段，且工作頻率可以調(diào)節(jié)可控，實現(xiàn)水中至空中一體化通信和極寬頻頻譜感知。

技術特征：

1.一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，

技術總結
本發(fā)明公開了一種極寬頻連續(xù)調(diào)控天線系統(tǒng)，包括：極寬電壓控制系統(tǒng)、球形電極對、矩形環(huán)電極對；其中極寬電壓控制系統(tǒng)分別與球形電極對及矩形環(huán)電極對連接用于分別對球形電極及矩形環(huán)電極提供電壓信號，球形電極對所在直線與矩形環(huán)電極對平行；矩形環(huán)電極對下方設置有盒子，其中盒子內(nèi)部裝載有鹽性溶液，球形電極對設置在鹽性溶液內(nèi)部且設置于盒子兩端；矩形環(huán)電極對之間設置有壓電薄膜，矩形環(huán)電極對遠離球形電極的一側依次設置有合金材料薄膜和輻射貼片。通過上述技術方案，本發(fā)明能夠進行極寬頻的連續(xù)調(diào)控，可以滿足覆蓋超低頻至毫米波波段，且工作頻率可以調(diào)節(jié)可控，實現(xiàn)水中至空中一體化通信和極寬頻頻譜感知。

技術研發(fā)人員：李迎松,余燦平,黃志祥,趙魯豫
受保護的技術使用者：安徽大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30