CN108963448A - 一种光透明及频率可重构天线及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光透明及频率可重构天线，包括位于顶部的第一光透明介质层和位于底部的第二光透明介质层，第一光透明介质层的底部设有辐射体，第二光透明介质层的顶部设有接地板，辐射体与接地板之间设有光透明可重构介质层；所述辐射体和接地板为光透明导电薄膜。本发明还公开了该天线的加工方法。本发明无需使用金属材料，天线尺寸超薄，通过光透明可重构介质层实现频率可重构，通过光透明导电薄膜、光透明介质层和光透明可重构介质层实现在可见光频段范围内保持透明，同时也能实现天线的隐形和美观。

Description

一种光透明及频率可重构天线及其加工方法
技术领域
本发明涉及天线领域，特别是涉及光透明及频率可重构天线及其加工方法。
背景技术
随着通信技术的不断发展和社会信息化的进一步深入，通信系统向多功能、经济和轻便小型化方向发展的趋势不可避免。为了实现通信系统的高性能要求，作为核心部件之一的天线数量大大增加，这样不仅增加了系统的制作成本及复杂程度，同时也会带来不同程度的干扰噪声。可重构天线具有动态改变自身工作状态以达到适应系统要求及应用环境变化的能力，能够有效缓解此类小型化和高性能要求带来的信号干扰和噪声等问题。因此频率可重构天线在通信、航天等领域得到了越来越多的应用。另外，除了实现多功能，手机等便携式移动终端越做越薄，但用于实现多功能的各种芯片却使得天线设计空间越来越小。在一些特种汽车上，硕大的外置天线不仅不美观，而且也不利于安全和隐蔽。如果天线能够实现透明，则可以部分解决应用中空间小、不美观、不安全等问题。
然而，现有技术中没有既能实现光透明，又能实现频率可重构的天线。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的光透明及频率可重构天线及其加工方法。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的光透明及频率可重构天线，包括位于顶部的第一光透明介质层和位于底部的第二光透明介质层，第一光透明介质层的底部设有辐射体，第二光透明介质层的顶部设有接地板，辐射体与接地板之间设有光透明可重构介质层；所述辐射体和接地板为光透明导电薄膜。
进一步，所述光透明导电薄膜采用掺氟氧化锡制成。这样既能实现可见光频段范围内的透明，又具有较高的电导率。
进一步，所述光透明导电薄膜采用氧化铟锡、镀银聚酯膜或者银纳米线制成。
进一步，所述光透明可重构介质层采用向列型液晶材料制成。
进一步，所述第一光透明介质层和第二光透明介质层均采用玻璃制成。
进一步，所述辐射体通过磁控溅射的方法镀于第一光透明介质层底部。
进一步，所述接地板通过磁控溅射的方法镀于第二光透明介质层顶部。
本发明所述光透明及频率可重构天线的加工方法，包括以下步骤：
S1：设计出辐射体的外形，然后通过磁控溅射的方法将辐射体镀于第一光透明介质层的底部，同样通过磁控溅射的方法将接地板镀于第二光透明介质层的顶部；
S2：清洗第一光透明介质层和第二光透明介质层，对第一光透明介质层的底部和第二光透明介质层的顶部进行表面处理，制作光透明可重构介质层的取向层，并进行摩擦处理；然后用胶水粘合第一光透明介质层底部和第二光透明介质层顶部，再将光透明可重构材料引入胶水形成的空腔中，最后用胶水对第一光透明介质层和第二光透明介质层的四周进行密封。
有益效果：本发明公开了一种光透明及频率可重构天线及其加工方法，无需使用金属材料，天线尺寸超薄，通过光透明可重构介质层实现频率可重构，通过光透明导电薄膜、光透明介质层和光透明可重构介质层实现在可见光频段范围内保持透明，同时也能实现天线的隐形和美观。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中天线的立体图；
图2为本发明具体实施方式中天线的S参数曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种光透明及频率可重构天线，如图1所示，包括位于顶部的第一光透明介质层1和位于底部的第二光透明介质层5，第一光透明介质层1的底部通过磁控溅射的方法镀有辐射体2，第二光透明介质层5的顶部通过磁控溅射的方法镀有接地板4，辐射体2与接地板4之间设有光透明可重构介质层3；辐射体2和接地板5为光透明导电薄膜。
本具体实施方式中，光透明导电薄膜采用掺氟氧化锡制成。此外，光透明导电薄膜还可采用氧化铟锡、镀银聚酯膜或者银纳米线制成。
本具体实施方式中，光透明可重构介质层3采用向列型液晶材料制成。第一光透明介质层1和第二光透明介质层5均采用玻璃制成。
本具体实施方式还公开了光透明及频率可重构天线的加工方法，包括以下步骤：
S1：设计出辐射体2的外形，然后通过磁控溅射的方法将辐射体2镀于第一光透明介质层1的底部，同样通过磁控溅射的方法将接地板4镀于第二光透明介质层5的顶部；
S2：清洗第一光透明介质层1和第二光透明介质层5，对第一光透明介质层1的底部和第二光透明介质层5的顶部进行表面处理，制作光透明可重构介质层3的取向层，并进行摩擦处理；然后用胶水粘合第一光透明介质层1底部和第二光透明介质层5顶部，再将光透明可重构材料引入胶水形成的空腔中，最后用胶水对第一光透明介质层1和第二光透明介质层5的四周进行密封。
如图2所示，当液晶层3偏置电压为0时，液晶分子长轴与电场方向垂直，液晶层3有效介电常数有最小值ε＝ε⊥，此时天线S11的中心频率为9.0GHz。随着液晶层3偏置电压的增大，液晶分子逐渐偏转，液晶层3有效介电常数逐渐变大，其值为ε⊥<ε<ε||，此时天线S11的中心频率逐渐变小，向左移动。如图2所示，当偏置电压为5Vrms时，天线中心频率为8.5GHz。若液晶层3偏置电压继续增大，液晶分子长轴最终会偏转至电场平行方向，此时液晶层3有效介电常数有最大值ε＝ε||，天线中心频率为7.75GHz。即在偏置电压0-10Vrms调控下，天线中心频率可在7.75-9.0GHz间连续调节，同时该天线具有非常高的可见光透明特性。

Claims (8)

1.一种光透明及频率可重构天线，其特征在于：包括位于顶部的第一光透明介质层(1)和位于底部的第二光透明介质层(5)，第一光透明介质层(1)的底部设有辐射体(2)，第二光透明介质层(5)的顶部设有接地板(4)，辐射体(2)与接地板(4)之间设有光透明可重构介质层(3)；所述辐射体(2)和接地板(5)为光透明导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述光透明导电薄膜采用掺氟氧化锡制成。
3.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述光透明导电薄膜采用氧化铟锡、镀银聚酯膜或者银纳米线制成。
4.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述光透明可重构介质层(3)采用向列型液晶材料制成。
5.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述第一光透明介质层(1)和第二光透明介质层(5)均采用玻璃制成。
6.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述辐射体(2)通过磁控溅射的方法镀于第一光透明介质层(1)底部。
7.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线，其特征在于：所述接地板(4)通过磁控溅射的方法镀于第二光透明介质层(5)顶部。
8.根据权利要求1所述的光透明及频率可重构天线的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：设计出辐射体(2)的外形，然后通过磁控溅射的方法将辐射体(2)镀于第一光透明介质层(1)的底部，同样通过磁控溅射的方法将接地板(4)镀于第二光透明介质层(5)的顶部；
S2：清洗第一光透明介质层(1)和第二光透明介质层(5)，对第一光透明介质层(1)的底部和第二光透明介质层(5)的顶部进行表面处理，制作光透明可重构介质层(3)的取向层，并进行摩擦处理；然后用胶水粘合第一光透明介质层(1)底部和第二光透明介质层(5)顶部，再将光透明可重构材料引入胶水形成的空腔中，最后用胶水对第一光透明介质层(1)和第二光透明介质层(5)的四周进行密封。
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