[发明专利]基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线

说明书

本发明提出一种基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线，包括：介质板，耦合带，PIN二极管，短路带，辐射贴片，短路针，接地面。通过对PIN二极管加电压实现PIN二极管导通，此时PIN二极管可等效为电阻；不对PIN二极管上电时，PIN二极管断开，此时PIN二极管可等效为加载电容。因此通过PIN二极管的通断改变了PIN二极管的等效电抗值，继而实现天线在GPS‑L1频段和BDS‑L频段之间切换。具有小型化，多波段，可重构的优点。

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线。

技术背景

随着卫星导航系统的发展，BDS系统将进入全面部署状态，特别是GPS和BDS系统的应用场景已成为一个热门的研究方向。研究共口径频率可重构的圆极化天线具有重要的实际意义。传统CP贴片天线的特点是低轮廓，重量轻，制造容易。然而，也存在诸如窄带宽，电尺寸大和窄边辐射之类的一些缺点。为了弥补这些不足，为了改善这些性能，许多研究人员进行了大量的研究。例如，为了调整宽带阻抗特性，文献Jeen-Sheen Row and Shiao-WenWu, “Circularly-Polarized Wide Slot Antenna Loaded With a Parasitic Patch,”IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 56, pp. 2826-2832, 2008提出了一种通过加载环槽和寄生贴片设计的圆极化贴片天线。文献Hang Wong, Kwok Kan So, Kung Bo Ng,Kwai Man Luk, Chi Hou Chan, and Quan Xue, “Virtually Shorted Patch Antennafor Circular Polarization,” IEEE Antennas Wirless Propar Lett., vol. 9,pp.1213-1216, 2010提出了一种带有十字槽和邻近耦合馈电的圆极化天线，天线尺寸可以减小约36％，-2dB轴比带宽为0.65％。然而上述的天线在设计完成之后其工作频率不可变，限制了其用途。并且这些天线还存在结构复杂、增益低或AR带宽窄的缺点。

发明内容

本发明公开了一种小型圆极化天线，利用PIN二极管加载的交指耦合结构达到频率切换，短路针和寄生元件的加载实现了小型化。解决了现有天线中尺寸大、频率不可切换的缺点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线，包括：介质板，耦合带，PIN二极管，短路带，辐射贴片，短路针，接地面；所述耦合带与所述辐射贴片形成耦合结构；所述短路带的一端与所述耦合带形成交指耦合结构，所述PIN二极管插入到所述交指耦合结构之间；所述短路带的另一端通过短路针连接到接地面。通过对PIN二极管加电压实现PIN二极管导通，此时PIN二极管等效为电阻；不对PIN二极管上电时，PIN二极管断开，此时PIN二极管等效为加载电容。所述辐射贴片为方形，通过馈电探针馈电。四条耦合带位于辐射贴片外部与方形辐射贴片的两条对角线平行。四对枝节加载，枝节加载位于方形辐射贴片的四个角附近，靠近辐射贴片的边缘设置。本发明的技术方案具有小型化，多波段，可重构的优点。

附图说明

图1为本发明提出的基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线的正视图；

图2为本发明提出的基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线的侧视图；

图3为本发明提出的基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线工作在GPS-L1频段的回波损耗；

图4为本发明提出的基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线工作在BDS-L频段的回波损耗；

图5为本发明提出的基于PIN二极管控制的交指耦合短路带可重构圆极化天线工作在GPS-L1频段的3 dB AR带宽；