[发明专利]频率可重构耦合馈电环形天线

说明书

技术领域

本发明属于固态等离子体和微带天线技术领域，具体涉及一种频率可重构耦合馈电环形天线。

背景技术

随着科学技术的进一步发展，无线通信技术在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。新一代无线通信系统的发展趋势包括实现高速数据传输，实现多个无线系统之间的互联，实现有限的频谱资源的有效利用，获得对周围环境的自适应能力等。因此通信领域对天线的要求也越来越高。

目前已经研究出的天线基本都是由金属制成，因此这种天线在制作完成后形状不可改变，而且具有较大的雷达散射截面，这大大降低了天线的隐身性能。金属天线重量大，集成度低，体积大等特点也限制了它在其他方面的应用。因此需要设计一种新型的天线来满足目前快速增长的通信需求从而推动通信领域的进步。

为突破传统天线固定不变的工作性能难以满足多样的系统需求和复杂多变的应用环境，可重构天线的概念得到重视并获得发展，可重构微带天线因其体积小，剖面低等优点成为可重构天线研究的热点。由于可重构天线的设计需考虑天线各部分间的互耦，加大了天线的设计难度。而固态等离子体存在于半导体介质中，可解决天线间的互耦问题，更利于可重构天线的设计。因此本发明基于SPiN二极管设计一种频率可重构耦合馈电环形天线解决目前通信所遇到的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种频率可重构耦合馈电环形天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种频率可重构耦合馈电环形天线，包括半导体基片；介质板；第一SPiN二极管环，第二SPiN二极管环，第一直流偏置线，第二直流偏置线，均设置于所述半导体基片上；耦合式馈源，设置于所述介质板上。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述第一SPiN二极管环、所述第二SPiN二极管环、所述第一直流偏置线及所述第二直流偏置线采用半导体工艺制作在所述半导体基片上。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述半导体基片及所述介质板为Si基SOI半导体片。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述第一SPiN二极管环包括第一SPiN二极管串，所述第二SPiN二极管环包括第二SPiN二极管串，且所述第一SPiN二极管环及所述第二SPiN二极管环的周长等于所要接收信号的电磁波波长。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述第一SPiN二极管串设置有第一直流偏置线，所述第二SPiN二极管串设置有第二直流偏置线，且所述第一直流偏置线及所述第二直流偏置线采用重掺杂多晶硅制作在半导体基片上。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，还包括介质板，所述耦合式馈源的上表面为金属微带贴片，下表面为金属接地板。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述金属微带贴片包括主枝节、第一分枝节及第二分枝节。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述主枝节的宽度和所述介质板的厚度由所述耦合式馈源的50Ω阻抗匹配决定，所述第一分枝节及所述第二分枝节的长度和宽度分别由天线的阻抗匹配决定。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，所述半导体基片与所述介质板之间的距离由天线的增益决定。

上述频率可重构耦合馈电环形天线，其特征在于，所述第一SPiN二极管环的个数为至少一个，所述第二SPiN二极管环的个数为至少一个。

本发明的有益效果是：

第一、该频率可重构耦合馈电环形天线体积小、剖面低、结构简单、易于加工。

第二、采用重掺杂多晶硅作为直流偏置线，避免了金属馈线对天线性能的影响。

第三、采用SPiN二极管作为天线的基本组成单元，只需通过控制其导通或断开，即可实现频率的可重构。

附图说明

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明：

图1是本发明实施例提供的一种SPiN二极管结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种基于SPiN二极管的SOI基频率可重构耦合馈电环形天线的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种基于SPiN二极管的SOI基频率可重构耦合馈电环形天线的半导体基片结构示意图；