本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，天線作為這些系統(tǒng)的前端設(shè)備，其性能指標(biāo)的優(yōu)劣，對(duì)于衛(wèi)星通信手持終端和射頻識(shí)別讀卡設(shè)備的性能起著極其重要的作用。另外，為了便于衛(wèi)星通信終端和射頻識(shí)別系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本和體積大小都是至關(guān)重要的考慮因素，作為其中重要部件的圓極化天線，在保證較高性能指標(biāo)的前提下，必須具備成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊和體積小巧的特點(diǎn)。在對(duì)天線或陣列天線進(jìn)行饋電時(shí)，需要對(duì)饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于現(xiàn)在的衛(wèi)星通信系統(tǒng)都需要多頻化、寬帶化、小型化。而現(xiàn)有的饋電網(wǎng)絡(luò)體積龐大，無法實(shí)現(xiàn)頻率及方向圖上課重構(gòu)，且當(dāng)大多工作在單一頻點(diǎn)，不利于在多頻或?qū)拵l件下工作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中天線無法在頻率及方向圖上進(jìn)行可重構(gòu)的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線，本發(fā)明所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線包括基板、貼合于所述基板下表面的金屬板；所述金屬板內(nèi)刻蝕有叉形縫隙且左右對(duì)稱，所述叉形縫隙包括一個(gè)T型槽、兩個(gè)豎槽及兩個(gè)二極管，一個(gè)豎槽與所述T型槽橫邊的一端通過一個(gè)二極管連接，另一個(gè)豎槽與所述T型槽橫邊的另一端通過另一個(gè)二極管連接。優(yōu)選的，所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述金屬板為銅面，所述金屬板的厚度均為0.5盎司。優(yōu)選的，所述基板為FR4的介質(zhì)基板，所述基板的厚度為1.6厘米且介電常數(shù)優(yōu)選為4.4。優(yōu)選的，所述金屬板的長(zhǎng)度均為40mm、所述金屬板的寬度均為30mm、所述金屬板的豎槽的高度為9.3mm、所述金屬板的T形槽的水平邊的長(zhǎng)度為30.4mm、、所述金屬板的T型槽的豎直邊的高度為14mm、所述金屬板的豎槽的寬度為3.14mm，所述金屬板的T型槽的水平邊及豎直邊的寬度為3.14mm。優(yōu)選的，當(dāng)叉形縫隙上的一個(gè)二極管開通且另外一個(gè)二極管斷開，兩個(gè)鐮刀形縫隙的二級(jí)管均斷開時(shí)，所述的頻率及方向圖可重構(gòu)縫隙天線的工作頻段為3.71～4.21GHz。優(yōu)選的，所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的E面的方向圖呈“8”字型，所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的H面的方向圖指向θ＝-90°或θ＝+90°。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，帶來的技術(shù)效果為：本發(fā)明所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線可以在保持極化方式不變的情況下，根據(jù)通信要求適時(shí)改變天線的頻率和輻射方向圖，減少無線通信系統(tǒng)的空間噪聲，避免電子干擾，提高系統(tǒng)安全性，增加信道容量，在汽車和飛機(jī)雷達(dá)以及衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等諸多方面得到廣泛的應(yīng)用。附圖說明圖1是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的優(yōu)選實(shí)施例的叉形結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的正面示意圖；圖4是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線中四種狀態(tài)的天線發(fā)射系數(shù)的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖5-1至圖5-2是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的四種狀態(tài)的輻射方向圖的仿真示意圖。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照?qǐng)D1至3所示，圖1是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的優(yōu)選實(shí)施例的叉形結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是本發(fā)明基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線的正面示意圖。本發(fā)明所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線1包括基板10及金屬板12。在本實(shí)施例中，所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線1為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其中，金屬板12貼合在所述基板10的下表面。所述金屬板12為銅面，且厚度相同。優(yōu)選地，所述金屬板12的厚度為0.5盎司。在本實(shí)施例中，所述基板10為FR4的介質(zhì)基板。所述基板10的厚度優(yōu)選為1.6厘米，介電常數(shù)優(yōu)選為4.4。所述金屬板12的長(zhǎng)度為W，高度為L(zhǎng)。所述金屬板12內(nèi)刻蝕有叉形縫隙120。如圖3所示，所述叉形縫隙120包括一個(gè)T型槽、兩個(gè)豎槽及兩個(gè)二極管(分別為第一二極管D1及第二二極管D2)，其中，一個(gè)豎槽與所述T型槽橫邊的一端通過一個(gè)第一二極管D1連接，另一個(gè)豎槽與所述T型槽橫邊的另一端通過一個(gè)第二二極管D2連接。所述兩個(gè)豎槽的高度均為lfeed，T型槽的水平邊的長(zhǎng)度為lstub，T型槽的豎直邊的高度為lf，所述T型槽的豎直邊及水平邊的寬度為wf，所述金屬板的豎槽的寬度為也為wf，所述兩個(gè)豎槽的寬度均為d。此外，所述叉形縫隙120的厚度均為金屬板12的厚度。所述叉形縫隙120在所述金屬板12上左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。需要說明的是，所述基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線1通過控制兩個(gè)二極管進(jìn)行狀態(tài)組合，來改變天線諧振縫隙長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)頻率可重構(gòu)。具體地說，通過控制二極管，可以控制頻率，也就是說可以調(diào)頻率，一個(gè)天線就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻段的調(diào)節(jié)。采用叉形饋電的結(jié)構(gòu)，在叉形饋電結(jié)構(gòu)的水平枝節(jié)和垂直枝節(jié)的連接處加載兩個(gè)二極管，控制二極管的不同組合狀態(tài)，天線可以實(shí)現(xiàn)方向圖可重構(gòu)。同時(shí)，采用叉形饋電以及對(duì)稱的天線結(jié)構(gòu)，天線實(shí)現(xiàn)了寬頻操作。在本實(shí)施例子中，采用仿真軟件CST對(duì)天線各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行仿真分析，最后優(yōu)化的參數(shù)為：W＝40mm、L＝30mm、lfeed＝9.3mm、lstub＝30.4mm、lf＝14mm、wf＝3.14mm及d＝1mm。選取二極管BAR50-02V作為射頻開關(guān)。二極管的不同組合狀態(tài)如表所示。開關(guān)D1D2狀態(tài)1offon狀態(tài)2onoff圖4給出天線各個(gè)狀態(tài)仿真的反射系數(shù)曲線。當(dāng)D1導(dǎo)通，D2斷開，即state1時(shí)，天線工作頻段為3.71～4.21GHz。由于天線的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，當(dāng)D2導(dǎo)通，D1斷開，即state2時(shí)，天線的工作頻段和state3相同。圖5-1至圖5-2給出天線各個(gè)諧振頻率的仿真輻射方向圖。從圖中可以看出，E面的方向圖基本呈“8”字型，H面(波傳播的方向與磁場(chǎng)方向組成的平面)的方向圖隨開關(guān)狀態(tài)的改變而發(fā)生改變。當(dāng)D1斷開且D2導(dǎo)通，即state1時(shí)，如圖5-1所示，H面的方向圖指向θ＝-90°。當(dāng)D1導(dǎo)通且D2斷開，即state2時(shí)，如圖5-2所示，H面的方向圖指向θ＝+90°。由此可見，天線在state1，state2兩個(gè)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了方向圖可重構(gòu)。需要說明的是，本發(fā)明中的基于叉形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)縫隙天線省略了連接外界控制設(shè)備的導(dǎo)線，及對(duì)第一二極管、第二二極管進(jìn)行控制的控制設(shè)備。在本實(shí)施例中，所述控制設(shè)備可以是，但不限于，電子開關(guān)或者微控制器等其它任意能夠控制二極管的開合及閉合的裝置。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或之間或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3