【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于可重構天線，具體涉及一種基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線。
技術介紹
1、隨著5g和物聯網通信的全面部署，各種綜合信息系統正發展向大容量、多功能、超寬帶等重多方向，各平臺所搭載的子系統數量隨之增加。而作為無線系統中信息傳送的通道，天線的數量也大規模增加。從降低成本、減小互擾和實現良好的電磁兼容特性等方面來看，通信系統需要高性能多功能的可重構天線。可重構天線，即多個天線共用一個物理口徑，意在采用機械或電可調的方式，動態改變天線的物理結構或電流分布，使其具有多個天線的功能。天線的輻射方向圖可重構，包括波束寬度可調、波束輻射方向可調或可掃描、全向和定向輻射的切換等。
2、傳統電控實現方向圖可重構的天線，主要有相控陣、多端口多波束天線和加載電子元件(開關二極管、變容管和mems開關等)的可重構天線。相控陣天線，是實現高增益方向圖掃描的經典方法，但存在著饋電網絡中的移相器等部件的價格昂貴和系統成本高的問題，且饋電系統的性能隨工作環境的變化伴有非線性現象。多波束多端口天線，需要布設多個天線端口以及前端相配的開關控制電路，存在尺寸大、工作帶寬窄等問題。在天線上加載電可調控器件，如可變電容、射頻開關（mems開關、mesfet開關、pin二極管）、石墨烯或者液態金屬等，則需要綜合考慮可調器件本身對天線輻射效率等造成的影響。
3、電磁互補原理是一種典型的設計定向天線的方法，即建立一對相互垂直擺放的等效磁偶極子和等效電偶極子，兩者相位差180°，兩者輻射方向圖疊加實現高前后比定向輻射。但是目前互補天線大
4、總言之，目前大多方向圖可重構天線存在著天線結構復雜、尺寸大、剖面高、工作帶寬較窄、開關數量較多而方向圖可重構狀態較少等缺點。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，解決了現有可重構天線結構復雜、尺寸大、剖面高、工作帶寬較窄、開關數量較多以及方向圖可重構狀態較少的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為：一種基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，包括下層pcb基板、上層pcb基板、空氣層、同軸線內導體、同軸線外導體、第一金屬層、第二金屬層、一排短路金屬通孔、三個金屬貼片、三個金屬探針以及三個pin二極管；
3、所述下層pcb板的上表面印刷第一金屬層；所述下層pcb板的下表面印刷第二金屬層；所述上層pcb基板的上表面印刷三個金屬貼片；每個所述金屬探針的一端焊接在一個金屬貼片的中心，其另一端焊接在下層pcb板上表面的第一金屬層上；所述下層pcb基板與上層pcb基板之間為空氣層；所述同軸線內導體連接在下層pcb板上表面的第一金屬層上；所述同軸線外導體連接在下層pcb板下表面的第二金屬層上；每個所述金屬貼片的中心處嵌入一個pin二極管；所述下層pcb基板設置有一排短路金屬通孔。
4、進一步地，所述下層pcb基板、第一金屬層、第二金屬層以及一排短路金屬通孔組成下層短路貼片。
5、進一步地，所述上層pcb基板、三個金屬貼片、三個金屬探針以及三個pin二極管組成上層蘑菇型結構。
6、進一步地，所述下層短路貼片和上層蘑菇型結構垂直反相。
7、進一步地，所述下層短路貼片的激勵為磁偶極子，所述上層蘑菇型結構的激勵為電偶極子。
8、進一步地，所述空氣層用于上層蘑菇型結構的耦合饋電和調整阻抗匹配。
9、進一步地，所述饋電方式為同軸饋電。
10、進一步地，所述三個pin二極管用于控制三個金屬探針和三個金屬貼片的導通和斷開，從而控制兩種輻射模式。
11、進一步地，所述三個pin二極管導通時，將產生x軸方向的定向輻射。
12、進一步地，所述三個pin二極管斷開時，將產生全向輻射。
13、本專利技術的有益效果是：（1）本專利技術通過設計一個下層短路貼片，類似于半模基片集成波導，等效作為一個磁偶極子，又設計一個上層蘑菇型結構，等效作為一個電偶極子，且兩者垂直反相，實現了結構緊湊且低剖面的定向互補天線。
14、（2）本專利技術布置pin二極管，用較少的二極管數量實現了定向和全向方向圖可重構。
15、（3）本專利技術的天線，全部由pcb板組成，成本低且結構簡單，只需印刷金屬片和金屬打孔，易于組裝和量產。
16、（4）本專利技術集成了一對輻射體，基于互補原理，解決了傳統電磁偶極子天線的磁偶極子和電偶極子輻射元的設計單一化的問題。
17、（5）本專利技術的天線采用同軸饋電，實現了不同狀態下的良好阻抗匹配。
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1.一種基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，包括下層PCB基板（1）、上層PCB基板（2）、空氣層（3）、同軸線內導體（4）、同軸線外導體（5）、第一金屬層（6）、第二金屬層（7）、一排短路金屬通孔（8）、三個金屬貼片（9）、三個金屬探針（10）以及三個PIN二極管（11）；
2.根據權利要求1所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述下層PCB基板（1）、第一金屬層（6）、第二金屬層（7）以及一排短路金屬通孔（8）組成下層短路貼片。
3.根據權利要求2所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述上層PCB基板（2）、三個金屬貼片（9）、三個金屬探針（10）以及三個PIN二極管（11）組成上層蘑菇型結構。
4.根據權利要求3所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述下層短路貼片和上層蘑菇型結構垂直反相。
5.根據權利要求4所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述下層短路貼片的激勵為磁偶極子，所述上層蘑菇型結構的激勵為電偶極子。<...
【技術特征摘要】
1.一種基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，包括下層pcb基板（1）、上層pcb基板（2）、空氣層（3）、同軸線內導體（4）、同軸線外導體（5）、第一金屬層（6）、第二金屬層（7）、一排短路金屬通孔（8）、三個金屬貼片（9）、三個金屬探針（10）以及三個pin二極管（11）；
2.根據權利要求1所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述下層pcb基板（1）、第一金屬層（6）、第二金屬層（7）以及一排短路金屬通孔（8）組成下層短路貼片。
3.根據權利要求2所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述上層pcb基板（2）、三個金屬貼片（9）、三個金屬探針（10）以及三個pin二極管（11）組成上層蘑菇型結構。
4.根據權利要求3所述的基于互補原理的定向和全向方向圖可重構天線，其特征在于，所述下層短路貼片和上層蘑菇型結構垂直反相。
5.根據權利要求4所述的基于互補原理的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董元旦，尤佳雯，王嶄，王志波，陳濤，
申請(專利權)人：微網優聯科技成都有限公司，
類型：發明
國別省市：
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