[发明专利]一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法

说明书

本发明公开了一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法，宽带多极化重构缝隙天线包括四层介质基板，第一层下表面设有椭圆形金属贴片，第二次上表面设有第一馈电结构，第三层上表面设有金属层，金属层上设有准十字形缝隙、第四层上表面设有第二馈电结构，第四层下表面设有可重构的威尔金森功分器。由第一馈电结构、第二馈电结构馈电的准十字形缝隙天线可以实现超高端口隔离度的两个相互垂直方向的线极化辐射状态，威尔金森功分器由pin二极管导通不同的路径经由金属化通孔与第一馈线结构、第二馈线结构连接，可以实现‑45°线极化、45°线极化、±45°双线极化、左旋圆极化以及右旋圆极化五种不同的天线极化方式，相对带宽接近20%，充分适应不同的工作要求。

技术领域

本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法。

背景技术

随着无线通信系统的快速发展和广泛应用，极化可重构天线受到越来越多的关注。极化可重构天线可以在体积受限的空间内改变极化方式，增加额外的收发信道，在极化分集、频率复用、极化调制等方面做出了巨大的贡献。目前实现极化可重构的方法主要有可控馈电网络和可控缝隙。前者对馈电网络加载可变电抗或者切换馈电位置，产生不同工作模式的相位差，来实现极化的可重构。后者则是在天线合适的位置刻蚀缝隙，利用射频开关改变天线电流的流动路径，产生相位差，实现天线极化可重构。

传统天线由于天线数量较少给无线通信系统带来的各种束缚，不但天线的体积大、天线的重量大、天线的成本高，而且天线工作频带和工作模式都较单一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种宽带多极化重构缝隙天线及其极化方法，通过控制天线的威尔金森功分器的传输路径，实现天线-45°线极化、45°线极化、±45°双线极化、左旋圆极化以及右旋圆极化五种不同的天线极化方式。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种宽带多极化重构缝隙天线，包含从上到下依次设置四层介质基板；

所述四层介质基板均为矩形、中心点重合、且四层介质基板的长边均平行；

所述第一层介质基板的下表面设有椭圆形金属贴片，所述椭圆形金属贴片的长边和第一层介质基板的一条对角线重合、椭圆形金属贴片的短边和第一层介质基板的另一条对角线重合；

所述第二层介质基板的上表面和第三层介质基板的下表面之间通过至少三个支撑柱隔离，使得第二层介质基板的上表面和第三层介质基板的下表面平行且之间的距离等于预设的距离阈值；

所述第二层介质基板的上表面设有第一馈电结构；

所述第三层介质基板的上表面和所述第二层介质基板的下表面固连；

所述第三层介质基板的上表面设有金属层，所述金属层在其中心设有准十字形缝隙，所述准十字形缝隙包含长度相同的第一至第四缝隙，其中，第一、第三缝隙在一条和所述金属层长边平行的直线上，且第一、第三缝隙关于金属层的中心对称；第二、第四缝隙在一条和所述金属层短边平行的直线上，且第二、第四缝隙关于金属层的中心对称；

所述第四层介质基板的上表面和所述第三层介质基板的下表面固连；

所述第四层介质基板的上表面上设有第二馈电结构；