CN101394019A - 可重构天线 - Google Patents
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Abstract
一种可重构天线，用于无线通信技术领域。本发明包括：天线辐射单元、接地板、馈电端口、介质板、射频开关、开关控制器和普通连接线。所述天线辐射单元三个，为同心圆片和圆环，位于介质板的同一侧。所述馈电端口和天线辐射单元的中心辐射单元相接。所述射频开关五个，连接三个辐射单元。所述普通连接线分别把射频开关和开关控制器的通道连接，这样通过开关控制器就可以控制每个射频开关的“通”或“断”，从而改变三个辐射单元之间的不同的联通状态，从而实现天线在不同频带工作，即频率重构。本发明用于发射和接收电磁波，其结构简单，整体结构体积小，重构频带宽，可通过数字编码实现工作频率控制。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种用于通信技术领域的天线，尤其是一种可重构天线。
背景技术
现有技术中，在通信或雷达中一般采用窄带天线，但难以满足对频谱资源的高效利用和高速信息传输。近年来有人开始采用超宽带天线，但增益很低，方向图不稳定。
经对现有技术的文献检索发现，2007年Chih-Yu Huang等人在Microwave andOptical Technology Letters(微波与光技术快报)49卷第二期发表了“PlanarUltral-Wideband Antenna with a Frequency Notch Characteristic(具有频率带陷的平面超宽带天线)”提出了可工作在1GHz～11GHz的圆形单极子超宽带天线，并通过在圆形贴片上开扇形缺口就可在保持超宽带特性的基础上具备很窄的带阻特性，但天线在工作带宽上的增益很低，最高3dBi。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种能在很宽频带工作的可重构天线，具有小型化，低剖面，相对增益高等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关、第五射频开关、第一天线辐射单元、第二天线辐射单元、第三天线辐射单元、接地板、馈电端口介质板、五个普通连接线和开关控制器。
所述第一天线辐射单元、第二天线辐射单元、第三天线辐射单元位于介质板的正面，介质板位于整个天线的中间，接地板、馈电端口位于介质板的反面，第三天线辐射单元与第二天线辐射单元通过第二射频开关、第四射频开关连接，第一天线辐射单元与第二天线辐射单元通过第一射频开关、第三射频开关和第五射频开关连接。
所述馈电端口位于接地板的下面，其中馈电端口的外导体和接地板相连，馈电端口的内导体垂直穿过介质板和介质板正面的第三天线辐射单元相连。
所述的第三天线辐射单元是金属的中心圆片，第一天线辐射单元、第二天线辐射单元是与第三天线辐射单元同心的两个圆环，位于介质板正面。
所述的第二射频开关位于第三天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，所述第三射频开关位于第一天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，且第二射频开关与第三射频开关位于同一半径方向。
所述第四射频开关位于第三天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，所述第五射频开关位于第一天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，且第四射频开关与第五射频开关位于同一半径方向。
第一射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向、第二射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向和第四射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向间夹角为45°；
所述的开关控制器通过五个普通连接线从介质板反面分别通过光孔连接到第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关和第五射频开关，控制这五个射频开关的通/断。
所述的开关控制器可以是多通道模拟开关控制器，保证对每一通道独立控制；也可以采用数字开关控制器，通过编码保证对每一通道独立控制。
所述开关控制器通过产生高电平或0电平来控制五个射频开关的通或断。
所述接地板为金属圆片。
所述介质板为圆片。
当天线工作时，通过开关控制器设定射频开关的高低电平，就可形成射频开关的不同通断状态的组合，而这每一种组合就使天线对应一个窄带的工作频率范围。另外，这五个射频开关组合的工作状态的切换就会使天线从一个窄带的工作频率范围切换到另一个窄带的工作频率范围。第三，把这五个射频开关工作状态的每种组合对应的每个窄带频率范围连起来就相当于这个天线可以工作到一个很宽的频带范围。每个射频开关只有两种工作状态，开关控制器可以用模拟器件控制；也可以用数字方法控制。采用数字方法控制射频开关时，可以用五个二进制的数字0或1来表示开关工作状态，把这五位二进制数字按指定规则排列，组合在一起就形成一个五位的二进制数，也可以换算成十进制数。这样就可以把所有可用的开关状态对应为不同的五位二进制数，或者十进制数。反过来，给开关控制器输入这些对应的五位二进制数或者十进制数就可以实现这些可用的射频开关状态控制。
本发明和现有技术相比，其效果是积极和明显的，因为对开关状态的组合进行了优化，减少了开关数目，采用五个开关的组合就可以使天线在很宽频带上工作，还可以实现工作频带切换，天线增益高；另外，采用数字开关控制器时，还可以用五位二进制数字或十进制数来实现天线工作频带的数字化重构。双天线单元合并时天线增益高，而且在水平面360度范围内分布较均匀。
附图说明
图1是本发明的天线单元的正面结构示意图。
图2是本发明天线单元A向结构示意图。
图3是本发明天线BB’截面的示意图。
图4是本发明天线单元和开关控制器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例包括：第一射频开关1、第二射频开关2、第三射频开关3、第四射频开关4、第五射频开关5、第一天线辐射单元6、第二天线辐射单元7、第三天线辐射单元8、接地板9、馈电端口10、介质板11、五个普通连接线12、13、14、15、16和开关控制器17。
所述第一天线辐射单元6、第二天线辐射单元7、第三天线辐射单元8位于介质板11的正面，介质板11位于整个天线的中间，接地板9、馈电端口10位于介质板11的反面，第三天线辐射单元8与第二天线辐射单元7通过第二射频开关2、第四射频开关4连接，第一天线辐射单元6与第二天线辐射单元7通过第一射频开关1、第三射频开关3和第五射频开关5连接。
所述馈电端口10位于接地板9的下面，其中馈电端口10的外导体和接地板9相连，馈电端口10的内导体垂直穿过介质板11和介质板11正面的第三天线辐射单元8相连。
所述的第三天线辐射单元8是金属的中心圆片，第一天线辐射单元6、第二天线辐射单元7是与第三天线辐射单元8同心的两个圆环，位于介质板11正面。
所述的第二射频开关2位于第三天线辐射单元8与第二天线辐射单元7之间，所述第三射频开关3位于第一天线辐射单元6与第二天线辐射单元7之间，且第二射频开关2与第三射频开关3位于同一半径方向。
所述第四射频开关4位于第三天线辐射单元8与第二天线辐射单元7之间，所述第五射频开关5位于第一天线辐射单元6与第二天线辐射单元7之间，且第四射频开关4与第五射频开关5位于同一半径方向。
第一射频开关1与第一辐射单元6的圆心所在半径方向、第二射频开关2与第一辐射单元6的圆心所在半径方向和第四射频开关4与第一辐射单元6的圆心所在半径方向间夹角为45°。
所述接地板9为金属圆片。
所述介质板11为圆片。
所述的开关控制器17可以是多通道模拟开关控制器，保证对每一通道独立控制；也可以采用数字开关控制器，通过编码保证对每一通道独立控制。
所述开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制五个射频开关的通或断。
所述开关控制器17通过五个普通连接线从介质板11反面分别通过光孔连接到五个射频开关，控制这五个射频开关的通/断，本实施例中：
第一射频开关1通过普通连接线12和开关控制器17相连，开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制射频开关1的通或断。
第二射频开关2通过普通连接线13和开关控制器17相连，开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制射频开关2的通或断。
第三射频开关3通过普通连接线14和开关控制器17相连，开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制射频开关3的通或断。
第四射频开关4通过普通连接线15和开关控制器17相连，开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制射频开关4的通或断。
第五射频开关5通过普通连接线16和开关控制器17相连，开关控制器17通过产生高电平或0电平来控制射频开关5的通或断。
当天线工作时，通过开关控制器17分别设定五个射频开关的高低电平，就可形成射频开关的不同通断状态的组合，而这每一种组合就使天线对应一个窄带的工作频率范围。另外，这五个射频开关组合的工作状态的切换就会使天线从一个窄带的工作频率范围切换到另一个窄带的工作频率范围。第三，把这五个射频开关工作状态的每种组合对应的每个窄带频率范围连起来就相当于这个天线可以工作到一个很宽的频带范围。每个射频开关只有两种工作状态，在开关控制器17中可以用模拟器件控制；也可以用数字方法控制。
采用数字方法控制射频开关时，可以用五个二进制的数字0或1来表示开关工作状态，可以设定：二进制数字1表示对应的射频开关通，二进制数字0表示对应的射频开关断；从左向右第一位对应射频开关1的工作状态(通或断)，第二位对应射频开关2的工作状态(通或断)，第三位对应射频开关3的工作状态(通或断)，第四位对应射频开关4的工作状态(通或断)，第五位对应射频开关5的工作状态(通或断)。
比如01011换算成十进制就是26，表示：射频开关1断，射频开关2通，射频开关3断，射频开关4通，射频开关5通。01011也就对应天线工作在一个窄频带内。
表1是按照上面的步骤设计的天线，天线尺寸：16mm×16mm×1mm，可工作在X波段，天线通过五个射频开关的组合可在7.1-7.5GHz、8.5-8.7GHz、9.6-9.7GHz、9.9-10.0GHz频段内进行频率切换。
表1 开关状态对应天线工作频段及编码
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 有效频段(GHz) | 二进制编码 | 十进制 |
| 断 | 通 | 通 | 断 | 断 | 7.19-7.28.59-8.63 | 0000 | 0 |
| 断 | 断 | 断 | 通 | 通 | 9.92-9.97 | 0001 | 1 |
| 通 | 通 | 通 | 通 | 通 | 7.75-7.818.56-8.59 | 0010 | 2 |
| 9.59-9.62 | |||||||
| 通 | 通 | 断 | 通 | 通 | 8.57-8.63 | 0011 | 3 |
| 通 | 断 | 通 | 通 | 通 | 8.58-8.668.88-8.94 | 0100 | 4 |
| 断 | 断 | 通 | 通 | 通 | 7.245-7.4958.31-8.368.64-8.71 | 0101 | 5 |
| 断 | 断 | 断 | 通 | 断 | 7.23-7.31 | 0110 | 6 |
| 通 | 断 | 断 | 通 | 断 | 7.25-7.41 | 0111 | 7 |
| 通 | 通 | 通 | 通 | 断 | 7.38-7.49 | 1000 | 8 |
| 通 | 通 | 断 | 通 | 断 | 7.13-7.158.48-8.509.72-9.77 | 1001 | 9 |
| 通 | 断 | 通 | 通 | 断 | 7.23-7.38.39-8.459.63-9.68 | 1010 | 10 |
| 断 | 通 | 通 | 通 | 断 | 7.16-7.189.98-10 | 1011 | 11 |
| 断 | 断 | 通 | 通 | 断 | 7.235-7.325 | 1100 | 12 |
| 通 | 通 | 通 | 断 | 通 | 9.30-9.37 | 1101 | 13 |
| 通 | 通 | 通 | 断 | 断 | 8.62-8.68 | 1110 | 14 |
| 通 | 通 | 断 | 断 | 断 | 7.21-7.228.6-8.669.18-9.20 | 1111 | 15 |
Claims (8)
1、一种可重构天线，其特征在于包括：第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关、第五射频开关、第一天线辐射单元、第二天线辐射单元、第三天线辐射单元、接地板、馈电端口介质板、五个普通连接线和开关控制器，其中：
所述馈电端口位于接地板的下面，其中馈电端口的外导体和接地板相连，馈电端口的内导体垂直穿过介质板和介质板正面的第三天线辐射单元相连；
所述第一天线辐射单元、第二天线辐射单元、第三天线辐射单元位于介质板的正面，介质板位于整个天线的中间，接地板、馈电端口位于介质板的反面，第三天线辐射单元与第二天线辐射单元通过第二射频开关、第四射频开关连接，第一天线辐射单元与第二天线辐射单元通过第一射频开关、第三射频开关和第五射频开关连接；
所述的第三天线辐射单元是金属的中心圆片，第一天线辐射单元、第二天线辐射单元是与第三天线辐射单元同心的两个圆环，位于介质板正面；
所述的开关控制器通过五个普通连接线从介质板反面分别通过光孔连接到第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关和第五射频开关，控制这五个射频开关的通/断。
2、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述的第二射频开关位于第三天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，所述第三射频开关位于第一天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，且第二射频开关与第三射频开关位于同一半径方向。
3、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述第四射频开关位于第三天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，所述第五射频开关位于第一天线辐射单元与第二天线辐射单元之间，且第四射频开关与第五射频开关位于同一半径方向。
4、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述第一射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向、第二射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向和第四射频开关与第一辐射单元的圆心所在半径方向间夹角为45°。
5、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述开关控制器通过产生高电平或0电平来控制五个射频开关的通或断。
6、如权利要求1或5所述的可重构天线，其特征是，所述的开关控制器是多通道模拟开关控制器，保证对每一通道独立控制，或者是采用数字开关控制器，通过编码保证对每一通道独立控制。
7、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述接地板为金属圆片。
8、如权利要求1所述的可重构天线，其特征是，所述介质板为圆片。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102055071A (zh) * | 2009-11-04 | 2011-05-11 | 财团法人工业技术研究院 | 可重构式多频天线系统及其电子装置 |
| CN102361166A (zh) * | 2011-09-18 | 2012-02-22 | 西北工业大学 | 一种采用干簧管的可重构天线 |
| CN102544713A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-04 | 重庆信科设计有限公司 | 基于平面双层扇形电磁缝隙结构的频率可重构超宽带天线 |
| CN102904019A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 波音公司 | 用于相控阵列的宽带链接环天线元件 |
| CN104408506A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-11 | 南京航空航天大学 | 基于电磁诱导透明的可重构射频识别标签 |
| US9007274B2 (en) | 2009-12-24 | 2015-04-14 | Huawei Device Co., Ltd. | Reconfigurable mobile phone bulit-in antenna and implementation method thereof |
| CN110289479A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-09-27 | 宁波大学 | 一种方向图可重构的超高频rfid标签天线 |
| CN110391506A (zh) * | 2018-04-18 | 2019-10-29 | 上海华为技术有限公司 | 一种天线系统、馈电网络重构方法及装置 |
| CN110768681A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-07 | 深圳市微能信息科技有限公司 | 一种基于uwb通信的定位电路、定位系统及定位方法 |
| CN113314846A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 西安电子科技大学 | 基于光携能控制的大功率可重构短波天线 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1925222B (zh) * | 2006-09-21 | 2010-05-12 | 电子科技大学 | 一种具有Koch分形贴片的方向图可重构微带天线 |
| US8369796B2 (en) * | 2006-12-22 | 2013-02-05 | Intel Corporation | Multi-band tunable frequency reconfigurable antennas using higher order resonances |
| CN101026265B (zh) * | 2007-03-12 | 2010-07-21 | 中国人民解放军总参谋部第六十三研究所 | 高性能频率可重构天线 |
-
2008
- 2008-11-06 CN CN2008102023089A patent/CN101394019B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102055071A (zh) * | 2009-11-04 | 2011-05-11 | 财团法人工业技术研究院 | 可重构式多频天线系统及其电子装置 |
| CN102055071B (zh) * | 2009-11-04 | 2013-11-13 | 财团法人工业技术研究院 | 可重构式多频天线系统及其电子装置 |
| US9007274B2 (en) | 2009-12-24 | 2015-04-14 | Huawei Device Co., Ltd. | Reconfigurable mobile phone bulit-in antenna and implementation method thereof |
| CN102904019B (zh) * | 2011-07-29 | 2017-03-01 | 波音公司 | 用于相控阵列的宽带链接环天线元件 |
| CN102904019A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 波音公司 | 用于相控阵列的宽带链接环天线元件 |
| CN102361166A (zh) * | 2011-09-18 | 2012-02-22 | 西北工业大学 | 一种采用干簧管的可重构天线 |
| CN102544713B (zh) * | 2012-02-24 | 2013-11-06 | 重庆信科设计有限公司 | 基于平面双层扇形电磁缝隙结构的频率可重构超宽带天线 |
| CN102544713A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-04 | 重庆信科设计有限公司 | 基于平面双层扇形电磁缝隙结构的频率可重构超宽带天线 |
| CN104408506A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-11 | 南京航空航天大学 | 基于电磁诱导透明的可重构射频识别标签 |
| CN104408506B (zh) * | 2014-11-20 | 2017-10-13 | 南京航空航天大学 | 基于电磁诱导透明的可重构射频识别标签 |
| CN110391506A (zh) * | 2018-04-18 | 2019-10-29 | 上海华为技术有限公司 | 一种天线系统、馈电网络重构方法及装置 |
| US11469525B2 (en) | 2018-04-18 | 2022-10-11 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Antenna system, feeding network reconfiguration method, and apparatus |
| CN110289479A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-09-27 | 宁波大学 | 一种方向图可重构的超高频rfid标签天线 |
| CN110289479B (zh) * | 2019-05-16 | 2020-10-30 | 宁波大学 | 一种方向图可重构的超高频rfid标签天线 |
| CN110768681A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-07 | 深圳市微能信息科技有限公司 | 一种基于uwb通信的定位电路、定位系统及定位方法 |
| CN110768681B (zh) * | 2019-09-29 | 2021-07-02 | 深圳市微能信息科技有限公司 | 一种基于uwb通信的定位电路、定位系统及定位方法 |
| CN113314846A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 西安电子科技大学 | 基于光携能控制的大功率可重构短波天线 |
| CN113314846B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-04-05 | 西安电子科技大学 | 基于光携能控制的大功率可重构短波天线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101394019B (zh) | 2012-05-09 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120509 Termination date: 20151106 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |