本發明涉及衛星通信
技術領域：
，尤其涉及一種基于叉形結構的可重構縫隙天線。
背景技術：
：近年來，隨著衛星導航、衛星通信的快速發展和廣泛應用，天線作為這些系統的前端設備，其性能指標的優劣，對于衛星通信手持終端和射頻識別讀卡設備的性能起著極其重要的作用。另外，為了便于衛星通信終端和射頻識別系統的大規模推廣應用，系統的經濟成本和體積大小都是至關重要的考慮因素，作為其中重要部件的圓極化天線，在保證較高性能指標的前提下，必須具備成本低廉、結構緊湊和體積小巧的特點。在對天線或陣列天線進行饋電時，需要對饋電網絡進行設計。由于現在的衛星通信系統都需要多頻化、寬帶化、小型化。而現有的饋電網絡體積龐大，無法實現頻率及方向圖上課重構，且當大多工作在單一頻點，不利于在多頻或寬帶條件下工作。技術實現要素：本發明的主要目的在于提供一種基于叉形結構的可重構縫隙天線，旨在解決現有技術中天線無法在頻率及方向圖上進行可重構的技術問題。為實現上述目的，本發明提供了一種基于叉形結構的可重構縫隙天線，本發明所述基于叉形結構的可重構縫隙天線包括基板、貼合于所述基板下表面的金屬板；所述金屬板內刻蝕有叉形縫隙且左右對稱，所述叉形縫隙包括一個T型槽、兩個豎槽及兩個二極管，一個豎槽與所述T型槽橫邊的一端通過一個二極管連接，另一個豎槽與所述T型槽橫邊的另一端通過另一個二極管連接。優選的，所述基于叉形結構的可重構縫隙天線為長方體結構，所述金屬板為銅面，所述金屬板的厚度均為0.5盎司。優選的，所述基板為FR4的介質基板，所述基板的厚度為1.6厘米且介電常數優選為4.4。優選的，所述金屬板的長度均為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。優選的，當叉形縫隙上的一個二極管開通且另外一個二極管斷開，兩個鐮刀形縫隙的二級管均斷開時，所述的頻率及方向圖可重構縫隙天線的工作頻段為3.71～4.21GHz。優選的，所述基于叉形結構的可重構縫隙天線的E面的方向圖呈“8”字型，所述基于叉形結構的可重構縫隙天線的H面的方向圖指向θ＝-90°或θ＝+90°。本發明采用上述技術方案，帶來的技術效果為：本發明所述基于叉形結構的可重構縫隙天線可以在保持極化方式不變的情況下，根據通信要求適時改變天線的頻率和輻射方向圖，減少無線通信系統的空間噪聲，避免電子干擾，提高系統安全性，增加信道容量，在汽車和飛機雷達以及衛星通信網絡等諸多方面得到廣泛的應用。附圖說明圖1是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的側面的結構示意圖；圖2是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的優選實施例的叉形結構的示意圖；圖3是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的正面示意圖；圖4是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線中四種狀態的天線發射系數的優選實施例的示意圖；圖5-1至圖5-2是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的四種狀態的輻射方向圖的仿真示意圖。本發明目的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明的具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如下。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參照圖1至3所示，圖1是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的側面的結構示意圖；圖2是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的優選實施例的叉形結構的示意圖；圖3是本發明基于叉形結構的可重構縫隙天線的正面示意圖。本發明所述基于叉形結構的可重構縫隙天線1包括基板10及金屬板12。在本實施例中，所述基于叉形結構的可重構縫隙天線1為長方體結構，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。優選地，所述金屬板12的厚度為0.5盎司。在本實施例中，所述基板10為FR4的介質基板。所述基板10的厚度優選為1.6厘米，介電常數優選為4.4。所述金屬板12的長度為W，高度為L。所述金屬板12內刻蝕有叉形縫隙120。如圖3所示，所述叉形縫隙120包括一個T型槽、兩個豎槽及兩個二極管(分別為第一二極管D1及第二二極管D2)，其中，一個豎槽與所述T型槽橫邊的一端通過一個第一二極管D1連接，另一個豎槽與所述T型槽橫邊的另一端通過一個第二二極管D2連接。所述兩個豎槽的高度均為lfeed，T型槽的水平邊的長度為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上左右對稱結構。需要說明的是，所述基于叉形結構的可重構縫隙天線1通過控制兩個二極管進行狀態組合，來改變天線諧振縫隙長度，從而實現頻率可重構。具體地說，通過控制二極管，可以控制頻率，也就是說可以調頻率，一個天線就可以實現多個頻段的調節。采用叉形饋電的結構，在叉形饋電結構的水平枝節和垂直枝節的連接處加載兩個二極管，控制二極管的不同組合狀態，天線可以實現方向圖可重構。同時，采用叉形饋電以及對稱的天線結構，天線實現了寬頻操作。在本實施例子中，采用仿真軟件CST對天線各個狀態進行仿真分析，最后優化的參數為：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。二極管的不同組合狀態如表所示。開關D1D2狀態1offon狀態2onoff圖4給出天線各個狀態仿真的反射系數曲線。當D1導通，D2斷開，即state1時，天線工作頻段為3.71～4.21GHz。由于天線的結構對稱，當D2導通，D1斷開，即state2時，天線的工作頻段和state3相同。圖5-1至圖5-2給出天線各個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方向組成的平面)的方向圖隨開關狀態的改變而發生改變。當D1斷開且D2導通，即state1時，如圖5-1所示，H面的方向圖指向θ＝-90°。當D1導通且D2斷開，即state2時，如圖5-2所示，H面的方向圖指向θ＝+90°。由此可見，天線在state1，state2兩個狀態實現了方向圖可重構。需要說明的是，本發明中的基于叉形結構的可重構縫隙天線省略了連接外界控制設備的導線，及對第一二極管、第二二極管進行控制的控制設備。在本實施例中，所述控制設備可以是，但不限于，電子開關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。以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或之間或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。當前第1頁1 2 3