一種寬帶方向圖可重構(gòu)天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶方向圖可重構(gòu)天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，無線通信技術(shù)得到飛速發(fā)展，天線作為一種用來發(fā)射或接收無線電波的 部件，在無線通信系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用。目前無線通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向是大 容量、多功能、超寬帶，為滿足這一需求，同一平臺上搭載的天線數(shù)量相應(yīng)增加，而天線數(shù)目 的增加必將導(dǎo)致系統(tǒng)成本、重量、體積的增加，同時也帶來了電磁兼容方面的問題。為了克 服這種束縛，使整個通信系統(tǒng)性能盡可能少地受到天線的制約，可重構(gòu)天線應(yīng)運(yùn)而生。
[0003] 方向圖是天線的一個重要特性，在軍民用雷達(dá)、智能武器制導(dǎo)、無線通信等系統(tǒng)中 要求天線具有方向圖可控性，因此，方向圖可重構(gòu)天線是可重構(gòu)天線研宄的重要方向。方向 圖可重構(gòu)天線是指通過在天線輻射體或者天線饋電結(jié)構(gòu)中引入MEMS開關(guān)、二極管開關(guān)或 場效應(yīng)管開關(guān)等來改變天線的電流分布，從而改變方向圖的指向。目前國內(nèi)外方向圖可重 構(gòu)天線較多為窄帶，結(jié)構(gòu)簡單且?guī)捿^寬的方向圖可重構(gòu)天線較為少見，故寬帶方向圖可 重構(gòu)天線有較為重要的研宄意義。方向圖可重構(gòu)天線可以避免信號干擾，提高工作安全性 以及節(jié)省系統(tǒng)功率，對未來無線通信的發(fā)展具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種小型化、結(jié)構(gòu)簡單， 帶寬較寬，可以同時實現(xiàn)E面和H面方向圖切換的寬帶方向圖可重構(gòu)天線。由邊靠邊平行 的印刷彎折偶極子對和直偶極子對構(gòu)成。
[0005] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種寬帶方向圖可重構(gòu)天線，包括基板，寬帶耦合饋電巴倫，所述基板的正面蝕刻 有天線的兩個平行、且相互間隔的主輻射單元，所述基板的背面蝕刻寬帶耦合饋電巴倫；該 兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的端部各設(shè)有一對"L"型彎折偶極子輻射單元；該兩 個平行、且相互間隔的主輻射單元的端部分別還各設(shè)有一對直偶極子單元。
[0007] 所述寬帶耦合饋電巴倫由蝕刻在基板背面的A微帶線、B微帶線、C微帶線構(gòu)成；C 微帶線通過開關(guān)分別連接A微帶線和B微帶線；C微帶線連接饋電端口。
[0008] 在A微帶線和B微帶線的兩端分別各設(shè)有一個"L"型末端開路枝節(jié)。
[0009] 在直偶極子單元的兩端各設(shè)有一個"一"字型的寄生單元。
[0010] 該兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的偶極子臂之間有槽線。
[0011] 所述開關(guān)為二極管開關(guān)。
[0012] 各"L"型彎折偶極子輻射單元長度以及各直偶極子單元的長度均相同。
[0013] 各寄生單元的長度為0? 28入0。
[0014] "L"型彎折偶極子輻射單元長度均為0. 5 A ^，其中A ^為中心頻率2. 4GHz所對應(yīng) 自由空間的波長；直偶極子單元的長度均為0. 089入p
[0015] 該兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的偶極子臂之間的槽線具體尺寸為：槽的 長度為18mm，槽的寬度約為I. 5mm。
[0016] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：
[0017] 本發(fā)明的兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的端部各設(shè)有一對"L"型彎折偶極 子輻射單元；使得天線前后比更大，較一般直偶極子對有更好的定向性。
[0018] 本發(fā)明的兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的端部分別還各設(shè)有一對直偶極子 單元；這樣天線的方向圖帶寬拓展了近1倍，使天線具有寬帶特性。
[0019] 本發(fā)明的寬帶耦合饋電巴倫由蝕刻在基板背面的A微帶線、B微帶線、C微帶線構(gòu) 成；C微帶線通過開關(guān)分別連接A微帶線和B微帶線；這樣，天線有較好的阻抗匹配，實現(xiàn)了 偶極子對的平衡饋電。
[0020] 本發(fā)明在直偶極子單元的兩端各設(shè)有一個"一"字型的寄生單元；這樣，拓寬了天 線的阻抗帶寬，實現(xiàn)29. 67%的相對帶寬。
[0021] 本發(fā)明兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的偶極子臂之間有槽線，實現(xiàn)了介質(zhì) 基板背面寬帶巴侖對天線的耦合饋電。
[0022] 綜上所述。本發(fā)明天線體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、無反射板、阻抗帶寬和方向圖帶 寬都較寬、且可同時實現(xiàn)E面和H面方向圖可重構(gòu)。寬帶饋電巴倫和對稱的"L"型彎折偶 極子輻射單元相結(jié)合實現(xiàn)了 2. 01-2. 71GHZ全頻段覆蓋，可在2. 18-2. 71GHZ實現(xiàn)前后比大 于IODB的方向圖可重構(gòu)，且天線平均增益約為5. 5dBi。滿足了小型化、結(jié)構(gòu)簡單、阻抗帶寬 和方向圖帶寬都較寬、方向圖可重構(gòu)的要求。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線參數(shù)示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)閉合時的等效電路；
[0026] 圖4是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)斷開時的等效電路；
[0027] 圖5是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式1時的回波損耗；
[0028] 圖6是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式1時的E面圖（僅取了其中一 個頻點）；
[0029] 圖7是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式1時的H面方向圖（僅取了其 中一個頻點）；
[0030] 圖8是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式2時的回波損耗；
[0031] 圖9是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式2時的E面方向圖（僅取其中 一個頻點）；
[0032] 圖10是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線開關(guān)處于模式2時的H面方向圖（僅取其 中一個頻點）；
[0033] 圖11是本發(fā)明寬帶方向圖可重構(gòu)天線，前后比隨頻率的變化（鑒于模式1與模式 2對稱，故只給出其中一種模式的曲線圖）。
【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0035] 實施例
[0036] 如圖1至11所示。本發(fā)明一種寬帶方向圖可重構(gòu)天線，包括基板5,寬帶耦合饋 電巴倫，所述基板5的正面蝕刻有天線的兩個平行、且相互間隔的主輻射單元，所述基板5 的背面蝕刻寬帶耦合饋電巴倫；該兩個平行、且相互間隔的主輻射單元的端部各設(shè)有一對 "L"型彎折偶極子輻射單元1A、IB ;該兩個平行、且