专利名称：极化可重构高增益平板天线的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种极化可重构的高增益平板天线，特别是一种结构简单，成本低，便于实现和控制的极化可重构高增益平板天线。
背景技术：
随着现代雷达和通信等系统越来越多的要求，天线系统也越来越复杂，减少天线的数量、尺寸和重量有着非常重要的意义。为了达到这个目的，近年来人们提出了可重构天线的概念，目前主要应用PIN二极管开关、光控器件、射频微波MEMS开关等途径来控制改变天线的口径和结构从而实现频率、方向图和极化方式等的重构。极化可重构天线属于可重构天线的一种，它可以重构天线辐射电磁波的极化状态，可满足不同无线通信系统的要求。 极化可重构天线还能够消除多径效应所产生的信号衰落对无线通信系统的不良影响。此外，利用极化分集技术还能够提高频谱利用率，提高通信系统的容量，这在现代通信系统中意义重大。
现有的极化可重构天线多采用微带结构，但是单个的微带极化可重构天线因为其辐射口径的限制，增益只有6 9dB。如果用传统的组阵的方式来提高增益的话，馈电网络和控制电路就会很复杂。复杂的馈电网络一方面会使天线损耗大，降低天线效率，另一方面会增加布局难度。而复杂的控制电路，会因为阵元间不可避免的出现延迟问题，造成极化纯度不高。所以如何实现结构简单、成本低、易控制的极化可重构高增益天线是一个亟待解决的问题。发明内容
本发明提供了一种，结构简单，成本低，易控制的极化可重构高增益平板天线。可通过控制开关状态实现左旋圆极化和右旋圆极化之间转换，天线最大增益21dBi，口径效率 70%，3dB轴比带宽I. 5%0
采用的技术方案
一种极化可重构高增益平板天线，包括，介质盖板1，频率选择表面2，极化可重构馈源天线3以及地板4。介质盖板I在上，频率选择表面2位于介质盖板下表面，极化可重构馈源天线3位于地板4上面；频率选择表面2，以相同周期但尺寸渐变的方式排列；馈源天线3，包括介质板3-1，辐射贴片3-2，辐射贴片上开有两个相互正交的缝隙3-3，在每个缝隙中间有一个控制开关3-4，辐射贴片由同轴内导体3-5激励。
本发明
采用极化可重构馈源天线3，在方形微带贴片天线上，适当的位置开两个尺寸相同相互正交的缝隙3-3，并且在每一个缝隙的中间有一个开关3-4。通过控制开关3-4状态， 可以控制两个正交分量的电流的流向，从而实现左旋与右旋圆极化之间的转换。只需要一个馈源天线就可以达到21dBi的增益，省去了复杂的馈电网络和控制电路。
采用渐变的频率选择表面2。频率选择表面由周期相同，尺寸渐变的方形金属贴片组成。这种形式的排列方式与尺寸一致的排列方式相比，一方面可以使得增益随频率的变化更平缓，展宽增益带宽，另一方面可以使阻抗变化更平缓从而展宽驻波带宽。频率选择变面位于地板4上方适当的位置，起到一个部分反射与部分透射的作用。馈电天线3辐射的电磁波，在频率选择表面2与地板4之间经过多次反射最后同相叠加辐射出去，形成高增Mo
与现有技术相比，本发明具有以下优点
I、馈电简单，损耗低，效率高。本发明只需一个馈电天线就可以达到21dBi的增益，同时口径效率也达到70%。与阵列天线相比，省去了复杂的馈电网络，降低了损耗，提高了 口径效率。
2、易控制，极化纯度高。本发明只需要一个单元的控制电路，与变极化阵列天线相比，省去了复杂的控制电路，避免了控制电路间不可避免延迟的问题，提高了极化纯度。
3、结构简单，平板结构，成本低。本发明只需普通的微带天线加工工艺即可，结构简单，成本低，同时平板的结构，易于运输和假设。
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图I是本发明的立体示意图。2是本发明的分解示意图。3是本发明的侧视图。4是频率选择表面示意图。5是极化可重构馈源天线结构立体示意图。6是极化可重构馈源天线结构的俯视图。7是左旋圆极化以及右旋圆极化状态时的反射损耗曲线。8是左旋圆极化以及右旋圆极化状态时的增益随频率变化的曲线。 9是左旋圆极化以及右旋圆极化状态时的轴比随频率变化的曲线。 10是天线工作在左旋状态时中心频率的方向图。11是天线工作在右旋状态时中心频率的方向图。
具体实施方式
一种极化可重构高增益平板天线，包括，介质盖板1，频率选择表面2，极化可重构馈源天线3以及地板4。介质盖板I在上，频率选择表面2位于介质盖板下表面，极化可重构馈源天线3位于地板4上面；频率选择表面2，以相同周期但尺寸渐变的方式排列；馈源天线3，包括介质板3-1，辐射贴片3-2，辐射贴片上开有两个相互正交的缝隙3-3，在每个缝隙中间有一个控制开关3-4，辐射贴片由同轴内导体3-5激励。
介质基板与馈源天线介质基板介电常数2. 65,厚度为1mm。介质基板与地板之间的距离H为13. 8mm。介质基板与地板形状都为正方形，尺寸相同，W = 96mm。频率选择表面为尺寸渐变方形金属贴片对称分布在介质基板上，周期ZQ = 8mm, Wl = 7. 7mm, W2 = 7. 3mm, W3 = 6. 9mm, W4 = 6mm, W5 = 5mm, W6 = 4mm。极化可重构馈源天线尺寸分别为馈源介质为方形，JW = IOmm,贴片为方形,PW = 6. 4mm,缝隙长度FL = 4. 9mm,宽度FW = 0. 3mm,缝隙的位置FP = 2. Imm,同轴内导体馈电的位置OFF = 2. 1mm。
图7是反射损耗曲线，图8是增益随频率变化的曲线，图9是轴比随频率变化的曲线。图10和图11分别是天线工作于左旋和右旋状态中心频率的方向图。由图10和图 11可以看出，无论是左旋圆极化或者是右旋圆极化，方向图都具有高增益，交叉极化好的优良的辐射特性。最大增益为21. 2dBi, 口径效率为70%，轴比最小为0. 5dB，3dB轴比带宽 1. 5%。
权利要求
1.一种极化可重构高增益平板天线，包括介质盖板(I)、金属频率选择表面(2)、极化可重构馈源天线(3)以及地板(4)，其特征在于介质盖板(I)在最上方，频率选择表面(2)位于介质盖板(I)下表面，极化可重构馈源天线(3)位于地板(4)上面；频率选择表面(2)，是以周期相同，但尺寸渐变的方式排列； 馈源天线(3)，包括介质板(3-1)，辐射贴片(3-2)，辐射贴片上开有两个相互正交的缝隙 (3-3)，在每个缝隙中间有一个控制开关(3-4)，辐射贴片由同轴(3-5)激励。
2.根据权利要求I所述的极化可重构高增益平板天线，其特征在于介质盖板(I)与地板⑷尺寸相同。
3.根据权利要求I所述的极化可重构高增益平板天线，其特征在于频率选择表面(2) 采用周期相同，贴片尺寸渐变的金属方形贴片结构，位于最里圈的尺寸最大，位于最外圈的尺寸最小，频率选择表面可对频段内的电磁波呈现部分反射作用。
4.根据权利要求I所述的极化可重构高增益平板天线，其特征在于介质盖板(I)与地板(4)之间的距离约为二分之一工作波长。
5.根据权利要求I所述的极化可重构高增益平板天线，其特征在于馈源天线(3)为极化可重构微带贴片天线，通过控制位于两个正交缝隙中间的开关(3-4)的状态，可以实现天线工作于左旋圆极化或者右旋圆极化状态。
全文摘要
本发明提供了一种极化可重构高增益平板天线。只需一个馈源天线就可以达到21dBi的增益，口径效率达到70％，并且通过开关控制，天线极化状态可在左旋圆极化和右旋圆极化之间转换，省去了复杂的馈电网络和控制电路，具有馈电简单、损耗小、效率高、易控制、极化纯度高的优点。
文档编号H01Q1/38GK102544722SQ20121000023
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者张凯之, 杨峰, 欧阳骏, 王良翼, 韩旺旺 申请人:电子科技大学