[发明专利]一种基于偏置网络的X/Ku频段频率可重构蝶形天线

说明书

本发明公开了一种基于偏置网络的X/Ku频段频率可重构蝶形天线，包括：微带转平衡双线馈线1、三角形辐射臂2、辐射贴片3、射频开关4、偏置引线5和介质基板6；其中偏置引线5采用去电感设计，去电感后通过优化偏置走线，减少了偏置网络对天线辐射性能的影响。

技术领域

本发明属于射频天线技术领域，具体涉及一种X/Ku频段频率可重构的蝶形天线。

背景技术

现代通信和天线的要求越来越高，传统的天线设计往往通过增加天线数量来实现多功能的要求，天线密度不断提高，不仅增加了体积重量和成本，也带来了严重的电磁耦合干扰。“可重构天线”的概念被提出、应用和发展就是为了克服这一问题。频率可重构天线在天线上加载射频开关，通过控制射频开关的状态，来改变天线的辐射模型，使天线的微波射频性能得到预期的改变，从而使同一个物理结构的天线能工作于多个频段。

在频率可重构天线系统中，偏置线网络为其重要组成部分，通过偏置网络可以有效地控制天线上射频开关的通断，从而实现天线的频率可重构。在设计偏置网络走线时，一方面需要尽量减少其对天线辐射性能的影响；另一方面偏置网络需尽量紧凑，从而节省空间。

在设计中，为减少偏置网络的偏置引线对天线辐射性能的影响，往往需要在天线辐射单元和连接在其上的偏置引线之间增加隔离射频信号的射频电感。如西安电子科技大学博士论文《可重构天线研究》中公开了通过设置电感来隔离射频信号，如图1所示。

在较低的频段频率可重构天线的设计中，射频电感可以满足要求；然而随着频段的升高，当频率上升到Ku甚至更高频段时，射频电感由于自谐振频率、外形尺寸、耐功率限制、电感感值及寄生效应等而使其应用具有较大的局限性。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种基于偏置网络的X/Ku频段频率可重构蝶形天线，其偏置网络采用去电感设计，去电感后通过优化偏置走线，减少了偏置网络对天线辐射性能的影响。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

一种基于偏置网络的X/Ku频段频率可重构蝶形天线，包括：微带转平衡双线馈线1、三角形辐射臂2、辐射贴片3、射频开关4、偏置引线5和介质基板6；

所述微带转平衡双线馈线1包括上层传输线11、下层渐变过段线12和下层矩形接地面13；所述上层传输线11位于介质基板6上表面，并连接至上层三角形辐射臂21；所述下层渐变过段线12和下层矩形接地面13位于介质基板6的下表面，下层渐变过段线12连接至下层三角形辐射臂22；

所述辐射贴片3包括位于介质基板6上表面的上层辐射贴片31和位于介质基板6下表面的下层辐射贴片32；上层辐射贴片31和下层辐射贴片32分别位于三角形辐射臂2的外侧；

所述射频开关4包括位于介质基板6上表面的上层射频开关41和位于介质基板6下表面的下层射频开关42；所述上层射频开关41连接上层辐射贴片31与上层三角形辐射臂21；所述下层射频开关42连接下层辐射贴片32与下层三角形辐射臂22；

所述偏置引线5包括用于控制上层射频开关41通断状态的第一偏置引线51和用于控制下层射频开关42通断状态的第二偏置引线52；

所述第一偏置引线51和第二偏置引线52均为由多段矩形条带首尾相连构成的折线条带，所述折线条带中相邻的矩形条带轴线垂直。

优选地，所述介质基板6为罗杰斯RO4350材料。

优选地，所述上层射频开关41和下层射频开关42为Pin管开关、MEME开关之一或其组合。

优选地，所述上层辐射贴片31和下层辐射贴片32均为矩形。