本發(fā)明涉及微帶貼片天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及l(fā)-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線。

背景技術(shù)：

可重構(gòu)天線(reconfigurableantenna)的概念于20世紀(jì)60年代提出，指的是具有頻率可調(diào)、極化可調(diào)、方向圖可調(diào)或者多電磁參數(shù)可調(diào)特性的天線，具有體積小、功能多、易于實(shí)現(xiàn)分集應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，是目前天線智能化研究的熱點(diǎn)之一，研究重點(diǎn)主要集中在天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而非射頻信號處理系統(tǒng)。目前的實(shí)現(xiàn)方式主要包括：電可調(diào)和機(jī)械可調(diào)兩種方式，其中電可調(diào)應(yīng)用最為廣泛。電可調(diào)方式需要加載集總元件，如pin二極管、變?nèi)荻O管、mems、開關(guān)等，在附加直流偏置電路的控制下通過調(diào)節(jié)集總元件的通斷狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)天線的可調(diào)設(shè)計(jì)。

微帶貼片天線具有結(jié)構(gòu)簡單、剖面低、易共形、易集成、以及重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微波天線這一領(lǐng)域。作為一種諧振型天線，微帶天線具有窄帶特性，通常阻抗帶寬為1％～5％。為了實(shí)現(xiàn)保密通信、跳頻通信、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋械恼瓗炀€已無法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，因而對寬帶天線甚至超寬帶天線技術(shù)的需求越來越急切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了l-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

l-波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，所述天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，中間層為水與空氣混合，利用sma轉(zhuǎn)接頭對天線進(jìn)行饋電，改變水面高度即改變天線的諧振頻點(diǎn)。

優(yōu)選地，上下兩層基板均采用低損耗的f4b介質(zhì)板，所述f4b介質(zhì)板的相對介電常數(shù)εr＝2.65，損耗角正切tanδ＝0.001，厚度為h1＝1mm。

優(yōu)選地，上下兩層f4b介質(zhì)板的間距h＝4mm，貼片尺寸l＝45mm，饋電點(diǎn)的x軸坐標(biāo)xf＝6.5mm，金屬接地板尺寸lg＝110mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)l-波段的全覆蓋，天線的輻射方向圖在各個(gè)諧振頻點(diǎn)處均為典型的微帶貼片天線的方向圖，增益也滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

2.本發(fā)明中天線的諧振頻點(diǎn)的位置具有可靈活設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，因此可將該設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于其他較低頻段頻率可調(diào)天線的設(shè)計(jì)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于制備。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是水的德拜馳豫模型，其中實(shí)線為相對介電常數(shù)實(shí)部，虛線為相對介電常數(shù)虛部；

圖2是天線俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖3是天線的切面結(jié)構(gòu)圖；

圖4是天線的反射系數(shù)(s11)仿真曲線；

圖5-圖9是天線的仿真輻射增益方向圖，其中圖5是h＝2mm，頻點(diǎn)f＝1.92ghz，圖6是h＝2.5mm，頻點(diǎn)為f＝1.708ghz，圖7是h＝3mm，頻點(diǎn)為f＝1.496ghz，圖8是h＝3.5mm，頻點(diǎn)為f＝1.122ghz，圖9是h＝4mm，頻點(diǎn)為f＝1.045ghz。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為水的德拜馳豫模型?？梢钥闯觯趌-波段范圍內(nèi)，相對介電常數(shù)實(shí)部的變化幅度很小，從78.2減小到77.6，損耗在可接受的范圍內(nèi)。

圖2-3是天線的結(jié)構(gòu)圖，天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，上下兩層基板均采用低損耗的f4b(相對介電常數(shù)εr＝2.65，損耗角正切tanδ＝0.001，厚度為h1＝1mm)，中間層為水與空氣混合，水面高度為h。上下兩層f4b介質(zhì)板的間距固定為h，貼片尺寸為l，金屬接地板尺寸為lg，利用50歐的sma轉(zhuǎn)接頭對天線進(jìn)行饋電，饋電點(diǎn)的位置為(xf,0)，仿真優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為h＝4mm，l＝45mm，xf＝6.5mm，lg＝110mm。天線的整體剖面為6mm，僅為0.03λ0。具體加工時(shí)可采用墊片固定好上下兩層f4b基板的高度，然后對天線進(jìn)行封裝，封裝之后采用醫(yī)用注射器精確控制加水量。

圖4是采用cstmicrowavestudio軟件仿真得到的反射系數(shù)(s11)曲線。可以看出，隨著水面高度h的增大，天線的諧振頻點(diǎn)朝低頻處移動，當(dāng)h＝2mm時(shí)，諧振中心頻點(diǎn)為1.92ghz；當(dāng)h＝4mm時(shí)，諧振中心頻點(diǎn)為1.045ghz，覆蓋整個(gè)l-波段范圍。

圖5-圖9是仿真得到的各個(gè)諧振頻點(diǎn)的輻射方向圖。從圖中可以看出，方向圖保持了高度的穩(wěn)定性，實(shí)際增益隨著頻率的升高而升高，在1.045ghz處的實(shí)際增益為3.63db。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了L?波段頻率可調(diào)微帶貼片天線，涉及微帶貼片天線技術(shù)領(lǐng)域。天線由三層基板組成，上層基板上方為輻射貼片，下層基板下方為金屬接地板，中間層為水與空氣混合，利用SMA轉(zhuǎn)接頭對天線進(jìn)行饋電，改變水面高度即改變天線的諧振頻點(diǎn)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)L?波段的全覆蓋，天線的輻射方向圖在各個(gè)諧振頻點(diǎn)處均為典型的微帶貼片天線的方向圖，增益也滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：屈紹波;袁航盈;王軍;王甲富;馬華;張介秋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.15
技術(shù)公布日：2017.10.17