[发明专利]一种双管单极子液体天线

说明书

本发明公开了一种双管单极子液体天线，包括有内外嵌套式双管、带通孔的底座、同轴馈电端口、馈电探针和金属地板；其中，所述内外嵌套式双管垂直安装在底座上，内管注入有非导体液体，内、外管之间注入有导体液体，所述底座固定在金属地板上，所述馈电探针的一端穿过金属地板后伸进底座的通孔与内管中的非导体液体相接触，其另一端安装上同轴馈电端口；内管中的非导体液体和外管中的导体液体引入两个不同的模式，通过调节内管和外管的尺寸控制两个模式的频率，通过调节两液体间的间隙位置实现模式耦合，最终实现宽频带特性。本发明天线结构简单，同时具有高辐射效率和宽带的特点，可应用于无线通信系统设备。

技术领域

本发明涉及天线的技术领域，尤其是指一种双管单极子液体天线。

背景技术

随着通讯系统的对小尺寸的要求越来越高，通讯应用对天线的小体积、高效率和高增益等要求也越来越高。在通讯领域的某些系统中，传统天线已不能满足相应要求，新型天线应运而生。

传统天线的主要材料为金属，而液体天线则以具有导电性质的液体代替金属材料作为天线的辐射单元。作为众多新型天线的一种，液体天线具有以下优点：1、体积小，介质谐振器天线以液体材料作为介质时，天线尺寸原理上可以减少这个系数因子；2、易构型和具有可重构性，液体具有流动性，易于把天线加工成预期的构型，且可通过改变液体流的高度和直径来实现谐振频率和带宽的改变；3、相对金属材料成本较低；4、小雷达截面，当天线暂停使用时，可排空其中的液体，介质容器的雷达截面小于金属；5、便于传输。

对于使用离子液体作为辐射单元的液体天线，可追溯到2000年，当时使用的是盐水，并引入了“离子液体天线”的概念。2005年，E.Paraschakis等人使用食盐水作天线辐射单元，通过调节不同的盐水浓度、不同的PVC管径以及不同的水深可以获得频率、阻抗带宽的可重构特性。最早的实用液体天线当属海水天线，由于海水是地球上容易获取的一种液体，特别是在海洋环境下，所以海水天线主要用于海事通信和舰船通信。2012年，D.W.Tam提出了一款海水单极子天线，水泵喷射出水柱作为单极子天线的辐射体，水柱的长度决定天线的工作频率，水柱直径的大小决定带宽。2012年，Lei Xing、Yi Huang等人在海水与地板之间加载介质，拓宽了阻抗带宽。2015年，Yi Huang等人在中对加载介质层对谐振频率以及辐射效率的影响进行了分析。2014年，Zhongxiang Shen等人利用顶端加载金属圆盘的馈电探针激励海水单极子天线来改善天线的辐射效率，文中分析了海水浓度，海水的半径对辐射效率的影响。2015年，Zhongxiang Shen等人提出了利用并联馈电结构改善海水天线的辐射效率，通过调节导体管高度以及短路点的位置调节阻抗匹配以及辐射效率。2014年，Zhenxin Hu，Zhongxiang Shen等人提出了一款基于周期水槽的漏波天线，通过调节水槽的宽度和之间的间距可实现天线方向图的可重构。