[发明专利]一种基于MEMS开关的频率可重构天线

说明书

本发明公开了一种基于MEMS开关的频率可重构天线，其包括：第一介质基板、第二介质基板和金属地层；第一介质基板位于天线的上方，金属地层位于第一介质基板与第二介质基板之间；第一介质基板的上表面设置有第一金属贴片、第二金属贴片、第三金属贴片、MEMS开关的驱动焊盘和MEMS开关的接地焊盘，在所述第一介质基板内开槽埋入有第一MEMS开关、第二MEMS开关以及信号连接线；第二介质基板的下表面设置有MEMS开关的驱动偏置线和天线同轴馈电端口；在第一介质基板内设置有第一金属化通孔；在第一介质基板、金属地层和第二介质基板内贯穿设置有第二金属化通孔；在第一介质基板内设置有第三金属化通孔；在第二介质基板内设置有第四金属化通孔。

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别涉及一种基于MEMS开关的频率可重构天线。

背景技术

天线是无线电设备的重要组成部分，起到高频电流或导波与电磁波之间转换的作用，实现电磁波的定向辐射或接收。不同类型的天线在卫星导航、遥感遥测、无线通讯等军民众多领域中被广泛应用。MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微电子机械系统)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活产生革命性的影响，他涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。

随着无线通讯技术的进步和智能无线设备的快速发展，尤其是航空航天飞行器对无线电探测装置在复杂环境条件下抗干扰能力提升的迫切需求，要求天线具备多功能、参数可调整、孔径利用率高、复杂度低、低成本等方向发展，以满足飞机、导弹武器等不同平台对无线电探测装置的功能多样化、信息处理多源化、环境感知智能化、探测装置集成化、轻小化等要求，解决传统单一功能天线数目在平台同一区域不断增加，带来的电磁兼容环境复杂、平台雷达散射截面积大、天线重量和成本难控制等突出问题。

频率可重构天线，可在同一天线孔径下通过机械或电气方式实现辐射拓扑结构变化，进而实现谐振频率的自主动态调整，为认知无线电适应外界复杂环境和智能雷达频率域抗干扰提供了一种智能天线实现的有效技术途径，是未来无线通讯、射频导引头、数据链等射频前端的重要发展方向。国内外频率可重构天线形式覆盖了偶极子天线、缝隙天线、Vivaldi天线、分形贴片天线以及像素天线等形式，实现天线结构调整的开关应用以PIN、变容二极管为主，MEMS开关应用较少。

通过使用RF MEMS开关、电容器、电感等一系列元件，手机可以实现极好的可重构性能。手机毫无疑问可以工作在任何频率，或者是任何频道，符合任何标准，在任何地点使用。漏接电话的事情将不会在发生。使用固态电子器件去实现这些作用时，很多性能限制将会出现。

发明人在实现本申请的过程中发现，现有的频率可重构天线研究成果，存在开关使用量大、PIN开关或变容二极管对天线增益和效率指标影响明显、开关控制的电容电感辅助电路对天线性能影响等天线应用中不容忽视的问题，另外频率可重构天线也主要集成于低频段通信领域，频率重构范围小，而且天线单元尺寸较大，不利于天线阵列的应用研究。

因此希望有一种基于MEMS开关的频率可重构天线能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于MEMS开关的频率可重构天线，所述天线包括：第一介质基板1、第二介质基板2和金属地层3；第一介质基板1位于天线的上方，金属地层3位于第一介质基板1与第二介质基板2之间，与第一介质基板1和第二介质基板2构成层叠结构；

第一介质基板1的上表面设置有第一金属贴片4、第二金属贴片5、第三金属贴片6、MEMS开关的驱动焊盘7和MEMS开关的接地焊盘8；在第一介质基板1内开槽埋入有第一MEMS开关9、第二MEMS开关10以及信号连接线11；第二介质基板2的下表面设置有MEMS开关的驱动偏置线12和天线同轴馈电端口13；在第一介质基板1内设置有第一金属化通孔14；在第一介质基板1、金属地层3和第二介质基板2内贯穿设置有第二金属化通孔15；在第一介质基板1内设置有第三金属化通孔16；在第二介质基板2内设置有第四金属化通孔17。