CN101017930A - 电调谐微带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电调谐微带天线，包括微带馈线、馈电层介质基片、金属地平面、辐射层介质基片、辐射贴片和直流馈线，馈电层介质基片与辐射层介质基片之间夹有金属地平面，微带馈线贴在馈电层介质基片上，辐射贴片贴在辐射层介质基片上，微带馈线与辐射贴片用金属地平面隔开，并通过在金属地平面上的一条耦合缝隙进行耦合，其特点是所述的辐射层介质基片采用铁电体制作，直流偏置电压通过直流馈线加在辐射贴片和金属地平面之间。由于采用损耗小的铁电体作为辐射层介质基片，所以，与现有技术相比，损耗明显降低；而且省去了短路探针和变容二极管，也不用在金属地平面上开孔，结构与工艺简单。

Description

电调谐微带天线
技术领域
本发明涉及一种电调谐微带天线。
背景技术
天线阵在快速频率扫描时、雷达在捷变频工作时、或天线在分时孔径共享时都需要快速的调节天线的工作频率。而传统的宽带天线需要完整覆盖整个工作频段，因此不可避免的会引入很多噪声。双频或多频天线的频点数目难以做到很大，而且各频率点还必须满足一定的关系，不适合捷变频工作，因此可电调谐的天线就非常有用。
参照图6，文献“Frequency agile slot-fed patch antenna，G.Le Ray，Electronics Letters，1996，Vol.32，No.1，p2-3”公开了一种采用变容二极管实现连续调谐的微带天线，包括微带馈线1、馈电层介质基片2、金属地平面3、耦合缝隙4、辐射层介质基片5、辐射贴片6、直流馈线7、孔8、短路探针9和变容二极管10，馈电层介质基片2与辐射层介质基片5之间夹有金属地平面3，微带馈线1贴在馈电层介质基片2上，辐射贴片6贴在辐射层介质基片5，微带馈线1与辐射贴片6金属地平面3隔开，在辐射贴片6和金属地平面3之间连接有变容二极管10，变容二极管10的正极与辐射贴片6相连接，负极与金属地平面3相连接，通过改变变容二极管10的直流偏压实现电调谐，直流偏压通过直流馈线7和穿过金属地平面3上孔8的短路探针9加在辐射贴片6上，馈电层介质基片2与辐射层介质基片5均采用介电常数为2.2的普通介质材料制作。这种电调谐微带天线体积小、成本低，一直被大家广为采用。但由于采用变容二极管，所以在高频段的损耗就比较大，限制了它在较高频段尤其是毫米波中的应用，而且结构较复杂。
发明内容
为了克服现有技术在高频段损耗大、结构复杂的不足，本发明提供一种电调谐微带天线，采用铁电体作为辐射层介质基片，通过改变加在辐射贴片与金属地平面之间的直流偏压来改变天线的谐振频率，实现了高频段低损耗电调谐。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种电调谐微带天线，包括微带馈线、馈电层介质基片、金属地平面、辐射层介质基片、辐射贴片和直流馈线，馈电层介质基片与辐射层介质基片之间夹有金属地平面，微带馈线贴在馈电层介质基片上，辐射贴片贴在辐射层介质基片上，微带馈线与辐射贴片用金属地平面隔开，并通过在金属地平面上的一条耦合缝隙进行耦合，其特点是所述的辐射层介质基片采用铁电体制作，直流偏置电压通过直流馈线加在辐射贴片和金属地平面之间。
本发明的有益效果是：由于采用损耗小的铁电体作为辐射层介质基片，所以，与现有技术相比，损耗明显降低；而且省去了短路探针和变容二极管，也不用在金属地平面上开孔，结构与工艺简单。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明电调谐微带天线结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1中馈电层介质基片与微带馈线的结构示意图。
图4是图1中金属地平面上耦合缝隙的示意图。
图5是图1中辐射层介质基片与辐射贴片以及直流馈线的结构示意图。
图6是现有技术电调谐微带天线结构示意图。
图中，1、微带馈线，2、馈电层介质基片，3、金属地平面，4、耦合缝隙，5、辐射层介质基片，6、辐射贴片，7、直流馈线，8、孔，9、短路探针，10、变容二极管。
具体实施方式
参照图1～5，本发明包括微带馈线1、馈电层介质基片2、金属地平面3、耦合缝隙4、辐射层介质基片5、辐射贴片6和直流馈线7，馈电层介质基片2与辐射层介质基片5之间夹有金属地平面3，微带馈线1贴在馈电层介质基片2上，辐射贴片6贴在辐射层介质基片5上，微带馈线1与辐射贴片6用金属地平面3隔开，并通过在金属地平面3上的一条耦合缝隙4进行耦合，馈电层介质基片2采用聚四氟乙烯制成，辐射层介质基片5采用铁电体钛酸锶钡制成，直流偏置电压通过直流馈线7加在辐射贴片6和金属地平面3之间。
辐射层介质基片5所采用的铁电体还可以是钛酸锶铅或者钛酸钙铅。
电调谐微带天线的谐振频率是由辐射层介质基片5的厚度、介电常数和辐射贴片6的尺寸共同决定的，其他条件不变，当辐射层介质基片5的介电常数增大时天线的谐振频率降低，当辐射层介质基片5的介电常数减小时天线的谐振频率升高。铁电体的介电常数受外加直流偏置电压的影响，当外来的直流偏置电压通过直流馈线7加在辐射贴片6和金属地平面3之间时，也就相当于加在辐射层介质基片5两端，电压越高辐射层介质基片5的介电常数越小，这样天线的谐振频率就越大，改变外来的直流偏置电压，就改变了天线的谐振频率，就实现了电调谐。
当外来的直流偏置电压通过直流馈线7加在辐射贴片6和金属地平面3之间，直流馈线7采用宽窄相间的高低阻抗低通滤波结构，这样不会阻挡直流偏置电压，但可以隔开微波信号从辐射贴片6通过直流馈线7传出到外部的直流馈源。
电调谐微带天线采用缝隙耦合的方式，微带馈线1和辐射贴片6位于金属地平面3两边，通过在金属地平面3上的一条耦合缝隙4进行耦合，这样加在辐射贴片6和金属地平面3之间的直流偏置电压就不会进入微带馈线1，保证了馈源的安全，便于直流偏置电压的加入，而且金属地平面3将微带馈线1和辐射贴片6隔开，微带馈线1的辐射对辐射贴片6的辐射就不会产生影响。

Claims (4)

1、一种电调谐微带天线，包括微带馈线、馈电层介质基片、金属地平面、辐射层介质基片、辐射贴片和直流馈线，馈电层介质基片与辐射层介质基片之间夹有金属地平面，微带馈线贴在馈电层介质基片上，辐射贴片贴在辐射层介质基片上，微带馈线与辐射贴片用金属地平面隔开，并通过在金属地平面上的一条耦合缝隙进行耦合，其特征在于：所述的辐射层介质基片采用铁电体制作，直流偏置电压通过直流馈线加在辐射贴片和金属地平面之间。
2、根据权利要求1所述的电调谐微带天线，其特征在于：所述的铁电体是钛酸锶钡、钛酸锶铅或者钛酸钙铅。
3、根据权利要求1所述的电调谐微带天线，其特征在于：所述的直流馈线采用宽窄相间的高低阻抗低通滤波结构。
4、根据权利要求1所述的电调谐微带天线，其特征在于：所述的直流偏置电压可以改变。
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