CN109411886A - 宽频带高增益的方向图可重构天线及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽频带高增益的方向图可重构天线及通信设备，所述天线包括介质基板、辐射结构、馈电结构和馈电探针，所述辐射结构设置在介质基板上表面，所述馈电结构设置在介质基板下表面，所述馈电探针的两端分别与辐射结构、馈电结构连接；所述辐射结构包括两个叉形贴片、两个三角环形贴片和两组阶梯阻抗谐振器贴片组，所述两个叉形贴片对称设置在介质基板上表面的其中两侧，两组阶梯阻抗谐振器贴片组对称设置在介质基板上表面的另外两侧；所述通信设备包括上述的天线。本发明天线具有在H面全向和定向的切换功能以及在E面方向切换功能，在此基础上该天线还具有宽频带、高增益、天线定向性好、成本低和易加工等优点。

Description

宽频带高增益的方向图可重构天线及通信设备
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其是一种宽频带高增益的方向图可重构天线及通信设备，属于天线技术领域。
背景技术
目前无线通信环境变化多端，为适应复杂的通信环境，天线作为无线通信的前端器件，承担着发射信号和接收信号的功能，正朝着大容量，多功能，超宽带、小型化等重要方向发展。为有效对抗多径衰落，提高通信性能，有效减弱噪声干扰，方向图可重构这一特性显得尤为重要。方向图的重构可以改变发射和接收天线的方向，实现了多天线的功能，不再朝着单一方向辐射，可以根据需要随时改变方向，有效的减少不必要的噪声干扰，所以方向图可重构天线非常具有研究意义、实用价值以及广泛的应用前景。
改变天线方向图的传统方法是采用相控阵天线技术，但是由于相控阵天线具有复杂的阵列结构和昂贵的移相器，使得该方法在实际应用中有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足之处，提供一种宽频带高增益的方向图可重构天线，该天线具有在H面全向和定向的切换功能以及在E面方向切换功能，在此基础上该天线还具有宽频带、高增益、天线定向性好、成本低和易加工等优点，可以很好的应用于3.5GWIMAX频段、无线通信、军民用雷达、智能武器制导领域。
本发明的另一目的在于提供一种通信设备。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
宽频带高增益的方向图可重构天线，包括介质基板、辐射结构、馈电结构和馈电探针，所述辐射结构设置在介质基板上表面，所述馈电结构设置在介质基板下表面，所述馈电探针的两端分别与辐射结构、馈电结构连接；
所述辐射结构包括两个叉形贴片、两个三角环形贴片和两组阶梯阻抗谐振器贴片组，所述两个叉形贴片对称设置在介质基板上表面的其中两侧，且两个叉形贴片之间形成两个凹槽，两个三角环形贴片对称设置在两个凹槽内；两组阶梯阻抗谐振器贴片组对称设置在介质基板上表面的另外两侧，每组阶梯阻抗谐振器贴片组包括两个阶梯阻抗谐振器贴片，两个阶梯阻抗谐振器贴片之间加载有两个开关。
进一步的，所述介质基板的截面形状为矩形，介质基板的尺寸为0.63λ0×0.42λ0×0.008λ0，其中λ0为天线中心频率所对应自由空间的波长。
进一步的，所述介质基板采用FR4介质板材，相对介电常数为3.8，损耗角正切值为0.02。
进一步的，每个叉形贴片包括相连接的第一矩形枝节和等腰梯形枝节，所述第一矩形枝节的一侧至另一侧开有矩形槽。
进一步的，每个叉形贴片中，所述第一矩形枝节的长度11mm～13mm，宽度为8mm～10mm；所述等腰梯形枝节的底边长为8mm～10mm，高度为10mm～11mm；所述矩形槽的长度11mm～13mm，宽度为3mm～5mm。
进一步的，每个叉形贴片中，所述矩形槽处加载有Z形枝节，所述Z形枝节包括两个水平部分和一个竖直部分，两个水平部分分别与第一矩形枝节连接，且其中一个水平部分向内延伸，另一个水平部分向外延伸，竖直部分的两端分别与两个水平部分连接。
进一步的，所述Z形枝节中，向内延伸的水平部分长度为5mm～6mm，宽度为0.4mm～0.6mm；向外延伸的水平部分长度为5mm～7mm，宽度为0.4mm～0.6mm；竖直部分的长度为3mm～5mm，宽度为0.4mm～0.6mm。
进一步的，每个三角环形贴片包括等腰三角形枝节，所述等腰三角形枝节的中间开有第一三角形槽，所述第一三角形槽内加载有相平行的第二矩形枝节和第三矩形枝节。
进一步的，每个三角环形贴片中，所述等腰三角形枝节的底边长为30mm～34mm，高度为6mm～7mm；所述第一三角形槽的底边长为18mm～22mm，高度为3mm～5mm；所述第二矩形枝节的长度为12mm～13mm，宽度为0.6mm～1mm；所述第三矩形枝节的长度为19mm～20mm，宽度为0.6mm～1mm。
进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片包括三条依次连接的微带线。
进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片的三条微带线中，两边微带线的尺寸相同，两边微带线的长度均小于中间微带线的长度，且两边微带线的宽度均大于中间微带线的宽度。
进一步的，每个阶梯阻抗谐振器贴片的三条微带线中，两边微带线的长度为4mm～4.5mm，宽度为3mm～3.5mm；中间微带线的长度为5mm～5.5mm，宽度为1mm～1.5mm。
进一步的，所述馈电结构为Y形馈电结构，所述Y形馈电结构包括矩形条和三角形条，所述三角形条的底边至顶点处开有第二三角形槽。
进一步的，所述Y形馈电结构中，矩形条的长度为8mm～12mm，宽度为1mm～2mm；所述三角形条的底边长为6mm～8mm，高度为10mm～14mm；所述第二三角形槽的底边长为3mm～5mm，高度为10mm～14mm。
进一步的，所述介质基板上设有过孔，所述过孔可使馈电探针穿过。
进一步的，所述馈电探针为同轴线，同轴线第一端的内芯穿过介质基板与辐射结构连接，同轴线第二端的外表面与馈电结构连接。
进一步的，所述同轴线的特征阻抗为50Ω，同轴线内芯的半径为0.35mm。
本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
通信设备，包括上述的宽频带高增益的方向图可重构天线。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明天线的辐射结构在介质基板上表面的其中两侧对称设置两个叉形贴片，并在两个叉形贴片的两边添加两个三角环形贴片，以引入新的谐振点，实现较宽的相对带宽；此外，在介质基板上表面的另外两侧对称设置两组阶梯阻抗谐振器(Stepped-Impedance-Resonators，SIR)贴片组，每组阶梯阻抗谐振器贴片组包括两个阶梯阻抗谐振器贴片，可以有效提高天线前后比，最高可达22.6dB，并提高了天线增益，最高增益可达7.02dB，两个阶梯阻抗谐振器贴片之间加载有两个开关，通过控制加载在两个阶梯阻抗谐振器贴片之间的开关通断与否来控制天线的辐射方向，并且作为反射器的两个阶梯阻抗谐振器贴片的尺寸比辐射体短，结构较新颖。
2、本发明天线的每个叉形贴片中的矩形槽处加载了Z形枝节，可以实现低频的调节。
3、本发明天线的每个三角环形贴片中的三角形槽内加载了两个矩形枝节，可以实现阻抗匹配的调节。
4、本发明天线的介质基板采用FR4介质板，在介质材料的选择方面可以降低很大的成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线的介质基板上表面结构图。
图2为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线的介质基板下表面结构图。
图3为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式一时的反射系数仿真图。
图4为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式一时在E面辐射场方向图。
图5为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式一时在H面辐射场方向图。
图6为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式二时的反射系数仿真图。
图7为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式二时在E面辐射场方向图。
图8为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式二时在H面辐射场方向图。
图9为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式三时的反射系数仿真图；
图10为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式三时在E面辐射场方向图。
图11为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线处于模式三时在H面辐射场方向图。
图12为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线的前后比随频率的变化图。
图13为本发明实施例1的宽频带高增益的方向图可重构天线的增益随频率的变化图。
其中，1-介质基板，2-馈电结构，201-矩形条，202-三角形条，203-第二三角形槽，3-馈电探针，4-第一叉形贴片，401-第一矩形枝节，402-等腰梯形枝节，403-矩形槽，5-第二叉形贴片，6-第一三角环形贴片，601-等腰三角形枝节，602-第一三角形槽，603-第二矩形枝节，604-第三矩形枝节，7-第二三角环形贴片，8-第一阶梯阻抗谐振器贴片，9-第二阶梯阻抗谐振器贴片，10-第三阶梯阻抗谐振器贴片，11-第四阶梯阻抗谐振器贴片，12-第一Z形枝节，13-第二Z形枝节，14-第一开关，15-第二开关，16-第三开关，17-第四开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
改变天线方向图的方法可以利用在天线的辐射体或天线馈电结构中引入PIN二极管或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)微电子机械系统)等射频开关，通过此方法来控制天线上分布的电流从而实现方向图可重构，运用该方法来实现具有结构简单、体积小以及成本低的优势，而本实施例提供了一种宽频带高增益的方向图可重构天线，并在辐射结构中引入PIN二极管开关。
如图1和图2所示，本实施例的宽频带高增益的方向图可重构天线包括介质基板1、辐射结构、馈电结构2和馈电探针3，辐射结构设置在介质基板1上表面(正面)，具体蚀刻在介质基板1上表面，馈电结构设置在介质基板下表面(背面)，馈电探针的两端3分别与辐射结构、馈电结构2连接。
所述介质基板1的截面形状为矩形，介质基板1的长度为0.63λ0，宽度为0.42λ0，高度为0.008λ0，也就是说其整体尺寸为0.63λ0×0.42λ0×0.008λ0，其中λ0为天线中心频率所对应自由空间的波长，本实施例的中心频率为3.13GHz，介质基板1上设有过孔(金属过孔)，可使馈电探针3穿过。
进一步地，所述介质基板1采用廉价的FR4介质板材，相对介电常数为3.8，损耗角正切值为0.02，在介质材料的选择方面可以降低很大的成本。
所述辐射结构包括第一叉形贴片4、第二叉形贴片5、第一三角环形贴片6、第二三角环形贴片7、第一组阶梯阻抗谐振器贴片组和第二组阶梯阻抗谐振器贴片组，第一叉形贴片4和第二叉形贴片5对称设置在介质基板1上表面的左、右两侧，第一叉形贴片4和第二叉形贴片5关于介质基板1上表面的长度方向中线左右对称，且第一叉形贴片4和第二叉形贴片5位于介质基板1上表面的宽度方向中线位置上；第一叉形贴片4和第二叉形贴片5之间形成上、下两个凹槽，上凹槽的槽口向上，下凹槽的槽口向下，第一三角环形贴片6和第二三角环形贴片7对称设置在上、下两个凹槽内，第一三角环形贴片6和第二三角环形贴片7关于介质基板1上表面的宽度方向中线上下对称，且第一三角环形贴片6和第二三角环形贴片7位于介质基板1上表面的长度方向中线位置上；第一组阶梯阻抗谐振器贴片组和第二组阶梯阻抗谐振器贴片组对称设置在介质基板1上表面的上、下两侧，第一组阶梯阻抗谐振器贴片组和第二组阶梯阻抗谐振器贴片组关于介质基板1上表面的宽度方向中线上下对称，第一组阶梯阻抗谐振器贴片组包括第一阶梯阻抗谐振器贴片8和第二阶梯阻抗谐振器贴片9，第一阶梯阻抗谐振器贴片8和第二阶梯阻抗谐振器贴片9关于介质基板1上表面的长度方向中线左右对称，第二组阶梯阻抗谐振器贴片组包括第三阶梯阻抗谐振器贴片10和第四阶梯阻抗谐振器贴片11，第三阶梯阻抗谐振器贴片10和第四阶梯阻抗谐振器贴片11关于介质基板1上表面的长度方向中线左右对称，通过第一阶梯阻抗谐振器贴片8、第二阶梯阻抗谐振器贴片9、第三阶梯阻抗谐振器贴片10和第四阶梯阻抗谐振器贴片11，可以有效提高天线前后比，并提高了天线增益。
进一步地，所述第一叉形贴片4和第二叉形贴片5的结构和尺寸一致，本实施例以第一叉形贴片4为例进行说明，该第一叉形贴片4包括第一矩形枝节401和等腰梯形枝节402，第一矩形枝节401的右侧与等腰梯形枝节402连接，第一矩形枝节401的左侧至右侧开有矩形槽403；具体地，第一矩形枝节401的长度11mm，宽度为10mm；等腰梯形枝节402的底边长为10mm，高度为10.5mm；矩形槽403的长度为11mm，宽度为4mm；等腰梯形枝节402的初始形状是一个底边长为10mm、高度为12mm的等腰三角形，通过在第一叉形贴片4和第二叉形贴片5之间挖一个3mm*3mm的正方形，使该等腰三角形距离顶点1.5mm的位置被切割，以形成第一叉形贴片4的等腰梯形枝节402；同样地，第二叉形贴片5的等腰梯形枝节的初始形状也是一个底边长为10mm、高度为12mm的等腰三角形，在上述3mm*3mm的正方形的作用下，同样使该等腰三角形距离顶点1.5mm的位置被切割，以形成第二叉形贴片5的等腰梯形枝节。
为了调节低频，所述第一叉形贴片4的矩形槽403处加载有第一Z形枝节12，同样地，第二叉形贴片5的矩形槽处也加载有第二Z形枝节13，第一Z形枝节12和第二Z形枝节13的结构和尺寸一致，以第一Z形枝节12为例进行说明，该第一Z形枝节12包括两个水平部分和一个竖直部分，两个水平部分分别与第一矩形枝节401连接，且其中一个水平部分向内延伸，另一个水平部分向外延伸，竖直部分的两端分别与两个水平部分连接；其中，向内延伸的水平部分长度为5.5mm，宽度为0.5mm；向外延伸的水平部分长度为6mm，宽度为0.5mm；竖直部分的长度为4mm，宽度为0.5mm。
进一步地，第一三角环形贴片6和第二三角环形贴片7的结构和尺寸一致，以第一三角环形贴片6为例进行说明，该第一三角环形贴片6包括等腰三角形枝节601，等腰三角形枝节601的中间开有第一三角形槽602，第一三角形槽602内加载有第二矩形枝节603和第三矩形枝节604，第二矩形枝节603和第三矩形枝节604沿水平方向平行，可以调节阻抗匹配；具体地，等腰三角形枝节601的底边长为32mm，高度为6.4mm；第一三角形槽602的底边长为20mm，高度为4mm；第二矩形枝节603的长度为12.2mm，宽度为0.8mm；第三矩形枝节604的长度为19.6mm，宽度为0.8mm。
所述第一阶梯阻抗谐振器贴片8和第二阶梯阻抗谐振器贴片9之间加载有第一开关14和第二开关15，第三阶梯阻抗谐振器贴片10和第四阶梯阻抗谐振器贴片11之间加载有第三开关16和第四开关17，第一开关14、第二开关15、第三开关16和第四开关17均为PIN二极管开关，采用控制加载在第一开关14、第二开关15、第三开关16和第四开关17的通断与否来控制天线的辐射方向。
进一步地，所述第一阶梯阻抗谐振器贴片8、第二阶梯阻抗谐振器贴片9、第三阶梯阻抗谐振器贴片10和第四阶梯阻抗谐振器贴片11的结构和尺寸一致，以第一阶梯阻抗谐振器贴片8为例进行说明，该第一阶梯阻抗谐振器贴片8包括三条依次连接的微带线，三条微带线分别为第一微带线801、第二微带线802和第三微带线803，其中第一微带线801和第二微带线802布置在左右两边，第三微带线803布置在中间，第一微带线801和第二微带线802的尺寸相同，第一微带线801和第二微带线802的长度小于第三微带线803的长度，且第一微带线801和第二微带线802的宽度大于第三微带线803的宽度，也就是说第一微带线801和第二微带线802较粗，第三微带线803较窄；具体地，第一微带线801和第二微带线802的长度为4mm，宽度为3mm；第三微带线803的长度为5mm，宽度为1mm。
所述馈电结构2为Y形馈电结构，该Y形馈电结构包括矩形条201和三角形条202，三角形条202的底边至顶点处开有第二三角形槽203；具体地，矩形条的长度为10mm，宽度为1.8mm；三角形条的底边长为7mm，高度为12mm；第二三角形槽的底边长为4mm，高度为12mm。
馈电探针2具有第一端以及与第一端相反的第二端，其中第一端为上端，第二端为下端，第一端与辐射结构连接，第二端与馈电结构2连接；优选地，馈电探针2采用特征阻抗为50Ω的同轴线，该同轴线内芯的半径为0.35mm，同轴线第一端的内芯穿过介质基板1的过孔与辐射结构连接，具体与辐射结构的第二叉形贴片5连接，同轴线第二端的外表面与馈电结构2连接，具体与馈电结构2的矩形条201连接。
上述实施例中，所述辐射结构和馈电结构均采用金属材料制成，金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种，或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。
如图3、图6和图9所示，从图3中可以看出本实施例的天线在模式一频段的-10dB阻抗带宽为2.43GHz～3.83GHz，相对带宽44.7％；从图6中可以看出本实施例的天线在模式二频段的-10dB阻抗带宽为2.42GHz～3.83GHz，相对带宽45.1％；从图9中可以看出本实施例的天线在模式三频段的-10dB阻抗带宽为2.42GHz～4GHz，相对带宽49.2％。
通过控制开关的状态，可以实现方向图可重构。当天线处于模式一时(见下表1)，天线工作频段和方向图如图4和图5所示，当天线处于模式二时(见下表1)，天线工作频段和方向图如图7和图8所示，当天线处于模式三时(见下表1)，天线工作频段和方向图如图10和图11所示，图4、图5、图7、图8、图10和图11都是仅取了其中一个频点所绘制的方向图；如图12所示，鉴于模式一与模式二对称，故只给出其中一种模式的曲线图，从图中可以看出本实施例的天线前后比在10dB以上频段为3.56GHz-3.78GHz，最高前后比可达到22.5dB，与同类型天线相比定向性较好，如图13所示，最高增益可达7.02dB，模式三平均增益为2.2dB。
表1天线各个模式的状态
实施例2：
本实施例的主要特点是：第一叉形贴片中，第一矩形枝节的长度12mm，宽度为8mm；等腰梯形枝节的底边长为8mm，高度为10mm；矩形槽的长度12mm，宽度为3mm。其余同实施例1。
实施例3：
本实施例的主要特点是：第一叉形贴片中，第一矩形枝节的长度13mm，宽度为9mm；等腰梯形枝节的底边长为9mm，高度11mm；矩形槽的长度13mm，宽度为5mm。其余同实施例1。
实施例4：
本实施例的主要特点是：第一Z形枝节中，向内延伸的水平部分长度为5mm，宽度为0.4mm；向外延伸的水平部分长度为5mm，宽度为0.4mm；竖直部分的长度为3mm，宽度为0.4mm。其余同实施例1。
实施例5：
本实施例的主要特点是：第一Z形枝节中，向内延伸的水平部分长度为6mm，宽度为0.6mm；向外延伸的水平部分长度为7mm，宽度为0.6mm；竖直部分的长度为5mm，宽度为0.6mm。其余同实施例1。
实施例6：
本实施例的主要特点是：第一三角环形贴片中，等腰三角形枝节的底边长为30mm，高度为6mm；第一三角形槽的底边长为18mm，高度为3mm；第二矩形枝节的长度为12mm，宽度为0.6mm；第三矩形枝节的长度为19mm，宽度为0.6mm。其余同实施例1。
实施例7：
本实施例的主要特点是：第一三角环形贴片中，等腰三角形枝节的底边长为34mm，高度为7mm；第一三角形槽的底边长为22mm，高度为5mm；第二矩形枝节的长度为13mm，宽度为1mm；第三矩形枝节的长度为20mm，宽度为1mm。其余同实施例1。
实施例8：
本实施例的主要特点是：第一阶梯阻抗谐振器贴片中，第一微带线8和第二微带线的长度为4.5mm，宽度为3.5mm；第三微带线的长度为5.5mm，宽度为1.5mm。其余同实施例1。
实施例9：
本实施例的主要特点是：Y形馈电结构中，矩形条的长度为8mm，宽度为1mm；三角形条的底边长为6mm，高度为10mm；所述第二三角形槽的底边长为3mm，高度为10mm。其余同实施例1。
实施例10：
本实施例的主要特点是：Y形馈电结构中，矩形条的长度为10mm，宽度为2mm；三角形条的底边长为8mm，高度为14mm；所述第二三角形槽的底边长为5mm，高度为14mm。其余同实施例1。
综上所述，本发明天线具有尺寸小、宽频带、无反射板、天线定向性较好，高增益且可实现在H面全向和定向的切换以及在E面的方向图的切换，适用于各种通信设备，如无线通信设备(手机、平板电脑等)、军民用雷达设备、智能武器制导设备等。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：包括介质基板、辐射结构、馈电结构和馈电探针，所述辐射结构设置在介质基板上表面，所述馈电结构设置在介质基板下表面，所述馈电探针的两端分别与辐射结构、馈电结构连接；
所述辐射结构包括两个叉形贴片、两个三角环形贴片和两组阶梯阻抗谐振器贴片组，所述两个叉形贴片对称设置在介质基板上表面的其中两侧，且两个叉形贴片之间形成两个凹槽，两个三角环形贴片对称设置在两个凹槽内；两组阶梯阻抗谐振器贴片组对称设置在介质基板上表面的另外两侧，每组阶梯阻抗谐振器贴片组包括两个阶梯阻抗谐振器贴片，两个阶梯阻抗谐振器贴片之间加载有两个开关。
2.根据权利要求1所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：每个叉形贴片包括相连接的第一矩形枝节和等腰梯形枝节，所述第一矩形枝节的一侧至另一侧开有矩形槽。
3.根据权利要求2所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：每个叉形贴片中，所述矩形槽处加载有Z形枝节，所述Z形枝节包括两个水平部分和一个竖直部分，两个水平部分分别与第一矩形枝节连接，且其中一个水平部分向内延伸，另一个水平部分向外延伸，竖直部分的两端分别与两个水平部分连接。
4.根据权利要求1所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：每个三角环形贴片包括等腰三角形枝节，所述等腰三角形枝节的中间开有第一三角形槽，所述第一三角形槽内加载有相平行的第二矩形枝节和第三矩形枝节。
5.根据权利要求1所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：每个阶梯阻抗谐振器贴片包括三条依次连接的微带线。
6.根据权利要求5所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：每个阶梯阻抗谐振器贴片的三条微带线中，两边微带线的尺寸相同，两边微带线的长度均小于中间微带线的长度，且两边微带线的宽度均大于中间微带线的宽度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：所述馈电结构为Y形馈电结构，所述Y形馈电结构包括矩形条和三角形条，所述三角形条的底边至顶点处开有第二三角形槽。
8.根据权利要求1-6任一项所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：所述介质基板上设有过孔，所述过孔可使馈电探针穿过。
9.根据权利要求1-6任一项所述的宽频带高增益的方向图可重构天线，其特征在于：所述馈电探针为同轴线，同轴线第一端的内芯穿过介质基板与辐射结构连接，同轴线第二端的外表面与馈电结构连接。
10.通信设备，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的宽频带高增益的方向图可重构天线。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112072229A (zh) * 2020-09-08 2020-12-11 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 对角耦合盒型拓扑结构的四阶微带带通滤波器
CN112531335A (zh) * 2020-11-16 2021-03-19 珠海格力电器股份有限公司 一种方形三频天线装置及通信设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101026265A (zh) * 2007-03-12 2007-08-29 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
CN105490018A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 华为技术有限公司 一种贴片天线
CN106684548A (zh) * 2017-01-06 2017-05-17 华南理工大学 一种低剖面宽带高增益滤波天线

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101026265A (zh) * 2007-03-12 2007-08-29 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
CN105490018A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 华为技术有限公司 一种贴片天线
CN106684548A (zh) * 2017-01-06 2017-05-17 华南理工大学 一种低剖面宽带高增益滤波天线

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112072229A (zh) * 2020-09-08 2020-12-11 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 对角耦合盒型拓扑结构的四阶微带带通滤波器
CN112072229B (zh) * 2020-09-08 2021-10-19 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 对角耦合盒型拓扑结构的四阶微带带通滤波器
CN112531335A (zh) * 2020-11-16 2021-03-19 珠海格力电器股份有限公司 一种方形三频天线装置及通信设备

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