一種可重構雙陷波超寬帶天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波通信的技術領域，尤其是指一種可重構雙陷波超寬帶天線。
【背景技術】
[0002]可重構天線是目前天線領域的前沿課題，同時，它也是未來天線發展的方向。它仍具有傳統意義上天線的基本結構，通過加載電子器件或使用機械方法等來改變天線輻射體的結構，天線的諧振特性和輻射特性就會得到大幅擴展。由于可重構天線功能上的多樣性，它不僅能滿足當代通訊信道多變，高速率的要求，又能極大地降低通訊平臺上天線的數量具有重要的實用價值。然而，由于天線的頻率特性和輻射特性緊密關聯這一固有的性質，在對天線的某一特性，如諧振頻率，做出重構時，往往會“牽一發而動全身”地影響天線的其它特性，如極化或輻射方向圖，最終導致設計的失敗。此外，除去天線本身的設計，直流偏置電路的設計也是可重構天線的難點。另外，我們從現有的文獻調研得知，目前，雖然國內外學者對可重構天線的研究日趨深入，可是把可重構與陷波超寬帶相結合研究的利相關報道還比較稀少。以往的超寬帶陷波天線加工出來后，陷波頻率都是不可控的。現在頻段越來越緊缺，有時便需要根據應用場景改變陷波頻率。所以，研究一種新型的可重構超寬帶陷波天線還是很有必要的。
[0003]近年來，國內外很多科研團隊對可重構天線進行了理論和實踐研究，取得了一定的積極成果，推進了可重構天線的發展。一般來說，可重構天線總體上被劃分為以下幾種類型:頻率可重構天線、方向圖可重構天線以及極化可重構天線。
[0004]頻率可重構天線研究較早，頻率可重構天線能工作在多個頻段，從而等效地增加天線的工作帶寬。在所有工作頻帶內，輻射特性基本保持不變。
[0005]2006 年，Woosung Lee 等在Antennas and Propagat1n Society Internati onalSymposium 2006上發表題為“Reconfigurable Slot Antenna with Wide Bandwidth”的文章中，提出了一種具有寬頻帶可重構槽縫天線，為提高帶寬，天線設有寬槽縫和窄槽縫，寬槽縫的形狀是三角形的，而窄槽縫是矩形的。天線的諧振長度是寬槽縫和窄槽縫的長度之和，它與天線的中心頻率有關，PIN 二極管位于窄槽縫中，用來改變諧振長度。
[0006]極化可重構天線利用極化正交的天線技術來實現頻率復用，提高通信系統的容量，減弱多徑衰弱的影響。此類天線是具有可變的極化特性，同時保持了方向圖以及工作頻率不變。極化可重構天線所蘊含的巨大潛力和廣闊的應用前景，已經吸引了人們的關注，并發表了一系列的研究成果。2007 年，Y1-Fan wu，Chun-Hsienwu 等人在 IEEE Transact1nsonAntennas and Propagat1n 上發表題為 “A reconf igurable quadr1-polarizat1ndiversity aperturecoupledpatch antenna”的文章中，提出了一種帶有孔徑親合和雙饋電結構的四極化分集貼片天線，它可以提供四個極化狀態。天線的組成部分包括:接地層上通過四個微帶饋線饋電的四個矩形孔徑、一個分支線耦合器、8個PIN 二極管和一個正方形貼片。通過控制饋電網絡中PIN 二極管的直流偏壓來重構天線從而得到一對正交線極化和一對正交圓極化。
[0007]方向圖可重構天線可以適時改變方向圖，而工作頻率保持不變，還可以在單一天線結構上，實現波束掃描。2008年，陳軼博在他的博士論文“可重構微帶天線及寬帶圓極化微帶天線研究”中，提出了一款基于微帶天線的方向圖可重構天線。該天線結構簡單，工作模式多。但是，它也存在著微帶天線帶寬窄的普遍缺陷。由此可以看出，寬帶可重構天線具有較大的研究價值。
[0008]上述現有技術總體存在以下兩點問題:
[0009]1、陷波不可控，所提方法和結構以及所實現的性能有限。
[0010]2、偏置直流電路如果設計不合理，常常對天線的性能產生影響。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、緊湊、可靠的可重構雙陷波超寬帶天線，可實現雙陷波連續可調，進而實現了陷波的可重構。
[0012]為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為:一種可重構雙陷波超寬帶天線，包括介質基板及設置在該介質基板上的天線輻射體，其中，所述天線輻射體為一個四周切角的矩形金屬片，并連接有微帶饋線，該天線輻射體上開有兩個不等長、開口相向對置的U型縫隙，分別為第一 U型縫隙和第二 U型縫隙，該第一 U型縫隙和第二 U型縫隙等效于諧振器，用于產生兩個頻段的陷波，且縫隙的等效長度控制陷波的中心頻率；所述第一 U型縫隙和第二 U型縫隙的底中間各跨接有一個變容二極管，分別為第一變容二極管和第二變容二極管，通過改變電壓，使變容二極管容值發生變化，從而改變縫隙的等效長度；所述第一 U型縫隙和第二 U型縫隙的底中部上用比其窄的縫隙各隔開有一塊區域，用來接電壓的正極，同時在該較窄的縫隙上各跨接有一個隔直電容，所述天線輻射體接電壓的負極，所述微帶饋線上加載有一個隔直電容；所述天線輻射體和兩塊隔開的區域上采用過孔覆銅，并在介質基板的背面加載有扼流電感；所述隔直電容和扼流電感構成直流偏置電路。
[0013]所述天線輻射體的接地板設在介質基板的背面，該接地板上設有矩形槽以及弧形切角，所述天線輻射體通過接地板上的矩形槽和弧形切角獲得所需的阻抗匹配。
[0014]本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果:
[0015]1、本發明提出的雙陷波可重構的超寬帶天線結構簡單、緊湊，僅通過控制兩個變容二極管的電壓，便可以使陷波中心頻率連續可調。
[0016]2、對于偏置直流的電路設計簡單，對天線性能的影響較小。
【附圖說明】
[0017]圖1a為本發明所述可重構雙陷波超寬帶天線的結構示意圖之一。
[0018]圖1b為本發明所述可重構雙陷波超寬帶天線的結構示意圖之二。
[0019]圖2a為第二變容二極管不變，調節第一變容二極管時的天線仿真的天線回波損耗曲線圖。
[0020]圖2b為第一變容二極管不變，調節第二變容二極管時的天線仿真的天線回波損耗曲線圖。
[0021]圖3a為第二變容二極管不變，調節第一變