[实用新型]一种液体贴片天线

说明书

本实用新型公开了一种液体贴片天线，包括带金属地板的介质基板、激励端口、金属探针以及内置有液体的非金属辐射贴片和内置有液体的非金属短路贴片；所述非金属短路贴片垂直固定在金属地板上，其一端与金属地板相连，形成接地短路，其另一端与平行于金属地板的非金属辐射贴片相连，所述非金属短路贴片与非金属辐射贴片构成一个倒L结构，且它们两者内部的液体相连通，所述金属探针的一端穿过介质基板伸入非金属辐射贴片中，其另一端安装上激励端口，且所述金属探针平行靠近于非金属短路贴片，但不直接接触。本实用新型具有较高的辐射效率、较高的增益、较宽的阻抗带宽和全向辐射特性，工作频率覆盖2.26GHz～3.24GHz。

技术领域

本实用新型涉及天线领域，尤其是指一种液体贴片天线。

背景技术

随着通讯技术的发展，通讯应用中对于天线的各种性能的要求越来越高，人们希望天线的体积要小、辐射效率要高、增益要高、带宽要宽、全相性要好。传统的天线结构逐渐的难以满足这些要求，促使科研工作者不断探究新材料新技术在天线技术中的应用，液体天线就是新材料在天线技术应用中的一个重要研究方向。

传统天线尤其是贴片天线主要以金属作为辐射结构，而液体天线的构想就是以液体代替传统天线上的固态金属结构或者固态介质谐振器结构作为天线的辐射单元。相比较传统的金属结构天线，液体天线具有以下几个方面的优点；

1、体积小，在介质谐振器天线中，天线尺寸理论上可以缩减这个系数因子。

2、可重构性，液体相比较传统天线形式具有可流动的特性，因此天线的形状可以根据自身的要求随时做出改变，例如通过调节液体的体积改变单极子的高度和直径来实现频率和带宽的的转换与调节。

3、较小的雷达截面，只有在使用时才泵入液体，可以有效的较少天线在雷达上的反射截面，同时，当水作为介质谐振器时，由于水的介电常数比较大也可以有效的降低雷达反射截面，能够有效地躲避电子侦察。

4、成本低，液体天线大多使用导电的海水或者不导电的纯净水，相比较金属结构或者介质谐振器结构在成本上的优势十分明显。

在液体天线设计中，主要根据其介质特性或者导电性涉及天线。最早利用液体导电性开展天线研究工作的是Hatch，他使用海水作为辐射媒质来支撑电流传输，并首次提出了“离子液体天线的概念”并由此开创了液体天线的研究。2005年H.Fayad设计了一款使用食盐水作为导电媒质的海水天线，他通过在单极子天线周围添加导电的食盐水，由于食盐水的介电常数较大，电磁波在食盐水中的工作波长变短，所以同等长度的探针，加载食盐水后天线的谐振频率朝低频方向移动。2012年Tam D.W.利用液体的流动性设计了一款动态海水单极子天线，由水泵喷射的水柱作为天线的单极子辐射结构，但是天线的性能受到喷射水柱流量跟风力等外界因素的影响较大，天线稳定性有待提高。2012年英国的Huang Yi教授提出了一种海水静态单极子天线，通过改变海水中NaCl的含量来控制海水的导电率，当海水导电率较低时，海水是作为天线的介质谐振器，导电率较高时，海水是导体跟介质特性的混合特性天线。