CN105633580A - 可调天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可调天线，包括天线、匹配电感、移相器；所述移相器的输入端与所述天线连接，输入所述天线接收到的微波信号，所述移相器的输出端输出经变换后的微波信号，所述匹配电感连接在所述移相器的输入端与地之间。该可调天线很好的提高了天线的辐射效率，可以获得更大的调节范围，可实现连续可调，灵活方便。并且如果改变移相器特性阻抗，可以改变调节范围和匹配不同天线和功放回波损耗。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种可调天线。
背景技术
目前市场上大部分的天线都是不可调的，也就是说天线的回波损耗是固定的，当发射/接收频率在回波损耗最好（大）的时候，天线的辐射效率会最高，而在回波损耗比较差（小）时，大部份的功率被反射回去，导致天线的辐射效率较低。
参考图1所示，图1为现有技术第1种频段可调的天线，通过改变变容二极管21的电容值来改变匹配谐振电路中的谐振频率，从而实现带宽的移动，可以在一定范围内起到调节回波损耗的功能。该技术的缺陷：可调范围窄，各频点的回波损耗不好控制；如果用在功放后面，调节变容二极管21的容值会导致两端的阻抗变化，从而导致功放工作不稳定（如自激）。
参考图2所示，图2为现有技术第2种频段可调的天线，通过开关22选用不同的固定电容值的电容23，也可以起到调节回波损耗的功能。该技术的缺陷：调节不够灵活，不能连续调节，步进过大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可调天线。所述可调天线包括天线、匹配电感、移相器；所述移相器的输入端与所述天线连接，输入所述天线接收到的微波信号，所述移相器的输出端输出经变换后的微波信号，所述匹配电感的一端连接所述移相器的输入端，所述匹配电感的另一端接地。
进一步地，所述移相器包括电桥、第一变容二极管、第二变容二极管、电压控制单元、第一电阻以及第二电阻；所述电桥的输入端与所述天线连接，输入所述天线接收到的微波信号，所述电桥的直通端连接所述第一变容二极管的正极，所述电桥的耦合端连接所述第二变容二极管的正极，所述第一变容二极管的负极与所述第二变容二极管的负极接地，所述电桥的输出端输出经变换后的微波信号，所述电压控制单元的输出端通过第一电阻连接所述第一变容二极管的正极，所述电压控制单元的输出端又通过第二电阻连接所述第二变容二极管的正极。
进一步地，所述电桥的直通端、所述电桥的耦合端输出信号相位相差90°。
进一步地，所述电桥为3DB电桥。
进一步地，所述第一变容二极管与所述第二变容二极管特性相同。
进一步地，所述电压控制单元为直流稳压电源。
本发明提供的技术方案中，可调天线具有匹配电感和移相器，其中匹配电感可以调整天线回波圆图在史密斯圆图所在的位置，而通过移相器可以移动天线的回波损耗在工作频段的不同位置，以达到全频段的回波损耗都是最好的，很好的提高了天线的辐射效率，可以获得更大的调节范围，可实现连续可调，灵活方便。并且如果改变移相器特性阻抗，可以改变调节范围和匹配不同天线和功放回波损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以从这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术第1种频段可调的天线的结构示意图；
图2位现有技术第2种频段可调的天线的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种可调天线的结构示意图；
图4为现有技术第1种频段可调的天线的回波损耗图；
图5为本发明可调天线的回波损耗图；
图6为本发明实施例提供的另一种可调天线的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明实施例提供的一种可调天线包括天线、匹配电感、移相器；移相器的输入端与所述天线连接，输入天线接收到的微波信号，移相器的输出端输出经变换后的微波信号，匹配电2连接在移相器的输入端与地之间。
本发明提供的可调天线由于具有匹配电感和移相器，匹配电感可以调整天线的回波圆图在史密斯圆图所在的位置，而通过移相器可以移动天线的回波损耗在工作频段的不同位置，以达到全频段的回波损耗都是最好的，很好的提高了天线的辐射效率，可以获得更大的调节范围（比现有技术第1种频段可调的天线调节范围大30%以上，参考图4、图5所示），可实现连续可调，灵活方便。
并且如果改变移相器特性阻抗，可以改变调节范围和匹配不同天线和功放回波损耗；进一步，还可以提高发射效率和接收灵敏度，例如，如果发射4W的信号，可以提高17.5%或10%的效率，接收能提高0.72dB或0.42dB的灵敏度；以及提高发射系统的稳定度，因为回波匹配在-15dB以下，所以减小功放的反射，对系统的稳定有好处。
图3为本发明提供的一种可调天线实施例示意图，该可调天线包括天线1、匹配电感2、移相器3；其中移相器3包括电桥31、第一变容二极管32、第二变容二极管33、电压控制单元34、第一电阻35以及第二电阻36；所述电桥包括4个端口:输入端A，直通端B，耦合端C，输出端D。所述电桥31的输入端A与所述天线1连接，输入所述天线1接收到的微波信号，所述电桥31的直通端B连接所述第一变容二极管32的正极，所述电桥31的耦合端C连接所述第二变容二极管33的正极，，所述第一变容二极管32的负极与所述第二变容二极管33的负极接地，所述电桥31的输出端D输出经变换后的微波信号，所述电压控制单元34的输出端通过第一电阻35连接所述第一变容二极管32的正极，所述电压控制单元34的输出端又通过第二电阻36连接所述第二变容二极管33的正极。所述电压控制单元34用于改变所述第一变容二极管32与所述第二变容二极管33的电容值。
输入的微波信号经电桥31分成两路，分别进入电桥31的直通端B和耦合端C，当直通端B接第一变容二极管32时，其输出信号被第一变容二极管32反射，重新进入电桥31，并由输入端A、输出端D输出。同理，当耦合端C接第二变容二极管33时，其输出信号亦被第二变容二极管33反射，由输入端A、输出端D输出。当所述第一变容二极管32与所述第二变容二极管33特性相同时，两路反射信号在输出端同相叠加，在输入端因为180°反相，相互抵消。因此，输入端A的输入信号由于第一变容二极管32与第二变容二极管33的反射作用，全部从输出端D输出，输出的微波信号的相位与第一变容二极管32、第二变容二极管33的电抗（通过改变其电容值可以改变电抗）以及电桥31的特性有关，通过改变所述第一变容二极管32与所述第二变容二极管33的电抗可以使输出信号的相位改变，在调节所述第一变容二极管32与所述第二变容二极管33的电容值时，所述移相器3两端的特性阻抗不变，不会引起前后端器件的失配。第一变容二极管32与所述第二变容二极管33特性相同。
电压控制单元34为直流稳压电源。所述直流稳压电源给所述第一变容二极管32与所述第二变容二极管33提供一个可变电压，从而改变所述第一变容二极管32与第二变容二极管33的电容值。直流稳压电源连续可调，稳压性能好，输出电压纹波小。
图6为本发明提供的另一种可调天线实施例示意图，在本实施例中，电桥61的耦合端和直通端可以直通直流电压，电压控制单元63的输出端可以只通过第二电阻62连接所述第二变容二极管64的正极。
在图6所示的实施例中，电桥61由电容电感组成，但需要说明的是，这只是电桥的一种实现方式，本发明提供的实施例中，电桥的实现方式有很多种，除了电容电感的实现方式，还有微带线耦合，变压线，巴伦等实现方式。
在本发明实施例中电桥的直通端B、耦合端D输出信号相位相差最佳值为90°，但在实际使用中可以有一定的偏差。
电桥为3DB电桥（也叫同频合路器）。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可调天线，其特征在于，包括天线、匹配电感、移相器；所述移相器的输入端与所述天线连接，输入所述天线接收到的微波信号，所述移相器的输出端输出经变换后的微波信号，所述匹配电感连接在所述移相器的输入端与地之间。
2.根据权利要求1所述的可调天线，其特征在于，所述移相器包括电桥、第一变容二极管、第二变容二极管、电压控制单元以及第二电阻；所述电桥的输入端与所述天线连接，输入所述天线接收到的微波信号，所述电桥的直通端连接所述第一变容二极管的正极，所述电桥的耦合端连接所述第二变容二极管的正极，所述第一变容二极管的负极与所述第二变容二极管的负极接地，所述电桥的输出端输出经变换后的微波信号，所述电压控制单元的输出端通过第二电阻连接所述第二变容二极管的正极。
3.根据权利要求2所述的可调天线，其特征在于，所述电桥还包括第一电阻，所述电压控制单元的输出端通过第一电阻连接所述第一变容二极管的正极。
4.根据权利要求2或3所述的可调天线，其特征在于，所述电桥的直通端、所述电桥的耦合端输出信号相位相差90°。
5.根据权利要求2或3所述的可调天线，其特征在于，所述电桥为3DB电桥。
6.根据权利要求2或3所述的可调天线，其特征在于，所述第一变容二极管与所述第二变容二极管特性相同。
7.根据权利要求2或3所述的可调天线，其特征在于，所述电压控制单元为直流稳压电源。
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