[实用新型]一种基于EBG结构的重力场调控的可重构全向天线

说明书

本实用新型公开了一种基于EBG结构的重力场调控的可重构全向天线，包括馈电网络，共形在馈电网络四边介质板上的玻璃腔，封装在玻璃腔中的液态金属汞，置于天线下方的基于EBG结构的反射板；所述玻璃腔由倾斜玻璃腔和水平玻璃腔构成，通过翻转，在重力场作用下，液态金属汞在倾斜玻璃腔和水平玻璃腔内流动，以形成处于不同状态下的谐振单元；当天线未翻转时，处于状态一，天线辐射全向水平极化波，工作带宽为21.2%，最大增益2.1 dBic；当天线翻转后，处于状态二，天线辐射全向圆极化波，阻抗带宽为37.7%，3 dB轴比带宽为28.5%(2.35~3.13 GHz)，最大增益2.2 dBic。

技术领域

本实用新型涉及一种可重构全向天线，特别是一种基于EBG结构的重力场调控的可重构全向天线，属于涉及EBG结构和重力场调控的实用技术和可重构微波器件技术领域。

背景技术

天线作为电磁波的发射和接收装置，在无线通信系统中起着重要的作用。随着现代无线通讯科技水平的不断发展，人们对性能指标越来越严格，单纯的线极化天线己经难以满足飞速发展的现代通信系统需求。全向圆极化天线因其优良的性能，受到人们的关注，广泛应用于卫星通信系统、无线遥感系统、WLAN(无线局域网)、 WPAN(无线个人区域网)、GPS(全球定位系统)等一系列系统。全向天线能保持车载设备或者移动终端与周围不同方位角的目标进行实时通信，圆极化天线可以有效抑制多径衰落和极化失配带来的损耗，以保证信号传输的稳定性，研究全向圆极化天线技术至关重要。

传统意义上的天线难以得到可调谐的多个极化方式，而液态金属能够很好地解决这一问题，通过配合重力场调控，使得液态金属的位置改变，形成不同的谐振结构，从而使得天线极化和频率的可重构。重力场调控不同于集总元件调控和温度调控等调控方式，它具有低耗、高时效性、机理简单等优点。此类天线具有可调谐的多个极化方式，可以满足多种极化辐射方式要求，因此可调谐天线具有减少天线的数量，提高空间的利用率的优势。

电磁带隙(Electromagnetic Band gap,EBG)结构是一种特殊人工电磁材料，由于其独特的带隙特性而广泛的被用于天线和微波领域。其具有的表面波带隙可以应用于减小天线互耦，提高天线和微波器件的性能等，而其同相反射相位带隙可用于设计低剖面天线、天线隐身等方面。由于其广泛的应用，对新型EBG结构的研究具有一定的理论价值和工程意义。近年来，电磁带隙结构由于其表面波抑制特性和反射相位特性在微波和天线领域中得到了越来越广泛的应用。很多学者已经研究了利用电磁带隙结构实现低剖面天线，提高天线增益，减小天线互耦，减缩天线RCS等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于EBG结构的重力场调控的可重构全向天线，通过翻转该天线，在重力场作用下，液态金属汞的位置会发生改变，形成不同的谐振单元，从而实现该天线工作频带的改变以及极化方式的转变(由全向水平极化转化为全向圆极化)，以达到极化和频率可重构的目的。将基于EBG结构的反射板置于天线下方，降低了天线的后瓣和副瓣，增大了该全向天线的增益。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于EBG结构的重力场调控的可重构全向天线，包括馈电网络，共形在馈电网络四边介质板上的玻璃腔，封装在玻璃腔中的液态金属汞，置于天线下方的基于EBG结构的反射板；所述玻璃腔由倾斜玻璃腔和水平玻璃腔构成，通过翻转，在重力场作用下，液态金属汞在倾斜玻璃腔和水平玻璃腔内流动，以形成处于不同状态下的谐振单元；当天线未翻转时，处于状态一，天线辐射全向水平极化波，工作带宽为21.2％，最大增益2.1dBic；当天线翻转后，处于状态二，天线辐射全向圆极化波，阻抗带宽为37.7％，3dB轴比带宽为28.5％(2.35～3.13GHz)，最大增益2.2dBic。