一种低剖面圆极化频率可重构天线

1.本发明属于天线技术领域，具体涉及一种低剖面圆极化频率可重构天线。


背景技术：

2.频率可重构天线的特点是谐振频率可以在一段或多段频带范围内进行切换，包括单频与单频、单频与多频、以及多频与多频之间的切换。由于谐振频率主要与结构的尺寸和孔径有关，因此通过调节有效电长度或辐射缝隙的谐振长度，可以使天线的谐振频率发生改变。在实际应用中，最常用的是电调制，具体做法是利用pin二极管或可变电容器改变天线结构，使辐射缝隙或有效电长度发生变化，从而使工作频率重新配置。其难点在于如何在改变谐振频率的同时，保持其他辐射特性如方向图、极化方式的稳定。
3.剖面高度作为衡量天线的一个重要指标，针对传统可重构天线的剖面高度高、可重构状态带宽窄等问题，研究不同的频率可重构天线形式，选取剖面高度低、可重构效果好的天线作为基础天线进行设计。同时因为天线是一种高度依赖形状和尺寸的器件，要确保外部直流控制系统的设计不会影响天线的辐射特性，同时实现对天线上加载的二极管进行精确驱动。
4.实现天线单可重构的技术可分为机械方式和电控方式两大类。机械重构速度慢、空间受限、控制复杂、精度易受机械误差影响；电控方式具有响应速度快、集成度高、设计灵活等突出优点，但结构相对复杂一些。
5.随着可重构技术的发展，频率可重构天线在近十年来发展迅速，但是现有的频率可重构天线，一般工作带宽窄、剖面高度高、或是例如天线自身结构原因，没有圆极化性能。例如，lei ge等人在其发表的论文“frequency-reconfigurable low-profile circular monopolar patch antenna”(ieee transactions on antennas and propagation)中提出了一种基于圆形单极贴片天线的新型频率可重构天线，天线包括由四个扇形贴片包围的中心馈电圆形贴片。引入八个变容二极管，通过改变变容二极管的反向偏置电压，实现了从1.64ghz到2.12ghz的频率可重构效果,但是即使增加周围扇形贴片和变容二极管的数量，工作带宽最高也不超过40％，并且要保证不同频点具有相同的方向图，采用了中心馈电的方法，难以实现圆极化辐射。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种低剖面圆极化频率可重构天线，包括加载超表面结构的缝隙天线和与其相连接的单片机控制系统，用于圆极化频率可重构的问题。该天线可以实现在4ghz-9ghz带宽范围内三种状态的圆极化频率可重构特性。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
7.本发明提供了一种低剖面圆极化频率可重构天线，包括自上而下依次分布的顶层超表面结构、上层介质基板、天线馈电结构、下层介质基板、带有缝隙的金属地板和金属反射板，其中，
8.所述顶层超表面结构设置在所述上层介质基板上表面，由完全相同的多个超表面单元周期延拓形成，所述超表面单元还连接有第一pin二极管和第一贴片电容；
9.所述天线馈电结构印刷于所述上层介质基板的下表面，包括直流偏置结构和微带馈线结构，所述直流偏置结构包括位于所述上层介质基板上表面两侧的第一子结构和第二子结构，所述第一子结构和所述第二子结构分别包括多个金属导线，每个金属导线通过金属化过孔与所述第一pin二极管连接；所述微带馈线结构位于所述第一子结构与所述第二子结构之间；
10.所述带有缝隙的金属地板设置在所述下层介质基板的下表面，包括位于所述金属底板中部的缝隙结构，在所述缝隙结构的内部设置有第二pin二极管，并且在所述缝隙结构的边缘设置有第二贴片电容；
11.所述金属反射板设置在所述金属地板的下方且与所述金属地板间隔设置；
12.所述金属化过孔的内表面涂覆有金属层，所述金属化过孔上下贯穿，用于连接所述顶层金属贴片、所述天线馈电结构和所述带有缝隙的金属地板。
13.在本发明的一个实施例中，所述顶层超表面结构包括n
×
n个超表面单元，每个超表面单元均呈长条形，沿同一方向倾斜45
°
设置，使得位于不同行且对应位置处的超表面单元处于同一直线上，其中，n≥4。
14.在本发明的一个实施例中，位于同一倾斜方向上相邻的超表面单元之间通过所述第一pin二极管相连；通过所述第一pin二极管相连的每个超表面单元的侧面设置有一个第一贴片电容，并所述超表面单元通过所述第一贴片电容与所述带有缝隙的金属地板连接，用于进行信号的交直流隔离。
15.在本发明的一个实施例中，所述微带馈线结构竖向设置在所述直流偏置结构的左侧子结构和右侧子结构之间，并且所述微带馈线结构靠近下端的位置处设置有圆形金属贴片。
16.在本发明的一个实施例中，所述左侧子结构和所述右侧子结构分别包括金属导线和与每个金属导线对应连接的排插结构，所述左侧子结构的排插结构与所述右侧子结构的排插结构对称分布，均用于连接外部直流控制系统。
17.在本发明的一个实施例中，所述微带馈线结构和所述直流偏置结构分别通过所述金属化过孔连接至外接直流控制系统。
18.在本发明的一个实施例中，所述缝隙结构包括两个正方形槽和连通两个正方形槽的长方形槽，在两个正方形槽的内侧分别设置有一个同向放置的第二pin二极管；在两个正方形槽的外侧分别设置有一个同向放置的第二贴片电容。
19.在本发明的一个实施例中，所述金属反射板上开设有两个矩形凹槽和一个圆形凹槽，其中，所述两个矩形凹槽沿长轴方向平行设置，所述圆形凹槽位于所述两个矩形凹槽之间。
20.在本发明的一个实施例中，所述带有缝隙的金属地板与所述金属反射板之间的间隔为2.4mm。
21.在本发明的一个实施例中，所述上层介质基板和下层介质基板均采用介电常数为4.5的非金属材料；所述顶层超表面结构、所述带有缝隙的金属地板和所述金属反射板的材料均为铜。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果有：
23.1、本发明提出一种加载超表面结构的圆极化频率可重构天线，通过加载超表面结构作为天线的辐射体，可以降低剖面高度，实现了天线圆极化辐射效果；使用pin二极管作为电控元件，具有响应速度快，性能稳定，电压浮动不会影响pin二极管开关状态的优势；使用外部直流控制系统，降低了控制系统的复杂程度同时可以实时控制天线所处状态。
24.2、本发明的低剖面圆极化频率可重构天线可通过控制外部电路实时切换加载至开关二极管上的电压，从而实时切换天线的工作状态；可随时根据实际场景切换功能，从而具备较大的应用价值。
25.3、本发明的低剖面圆极化频率可重构天线具有频带覆盖范围宽、控制灵活、功能多样、实用性强等特点。超表面在4ghz-9ghz频率范围内能够实现三种圆极化频率可重构功能。该频率可重构天线满足了不同频段通信的需求，可以通过外部电路实时控制天线的工作状态，避免了因不同频段天线放置产生的耦合问题，在无线通信领域，有广阔的应用场景。
26.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
27.图1是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线的结构示意图；
28.图2是本发明实施例提供的一种顶层超表面结构的结构示意图；
29.图3是本发明实施例提供的一种天线馈电结构的结构示意图；
30.图4是本发明实施例提供的一种带有缝隙的金属地板的结构示意图；
31.图5是本发明实施例提供的一种金属反射板的结构示意图；
32.图6是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线的工作原理示意图；
33.图7是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在低频区的参数；
34.图8是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在中频区的参数；
35.图9是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在高频区的参数。
36.附图标记说明：
37.1-顶层超表面结构；11-超表面单元；12-第一pin二极管；13-第一贴片电容；2-上层介质基板；3-天线馈电结构；31-直流偏置结构；311-金属导线；312-排插结构；32-微带馈线结构；33-圆形金属贴片；4-下层介质基板；5-带有缝隙的金属地板；51-缝隙结构；52-第二pin二极管；53-第二贴片电容；6-金属反射板；61-矩形凹槽；62-圆形凹槽；7-金属化过孔。
具体实施方式
38.为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种低剖面圆极化频率可重构天线进行详细说
明。
39.有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
40.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.本实施例提供了一种可以实现在不同频段工作的加载超表面结构的低剖面圆极化频率可重构天线，天线上层加载的超表面结构由完全相同的超表面单元在xy二维平面内周期延拓而成。每组超表面单元通过电容进行交直流信号的隔离，再经过直流馈线与单片机控制系统的一个i/o端口连接，通过计算机输入控制超表面阵列所处状态。
42.请参见图1至与5，本实施例的低剖面圆极化频率可重构天线包括自上而下依次分布的顶层超表面结构1、上层介质基板2、天线馈电结构3、下层介质基板4、带有缝隙的金属地板5和金属反射板6，其中，顶层超表面结构1设置在上层介质基板2上表面，由完全相同的多个超表面单元11周期延拓形成，超表面单元11还连接有第一pin二极管12和第一贴片电容13；天线馈电结构3印刷于上层介质基板2的下表面，包括直流偏置结构31和微带馈线结构32，直流偏置结构31包括位于上层介质基板2上表面两侧的第一子结构和第二子结构，第一子结构和第二子结构分别包括多个金属导线，每个金属导线通过金属化过孔7与第一pin二极管12连接；微带馈线结构32位于第一子结构与第二子结构之间；带有缝隙的金属地板5设置在下层介质基板4的下表面，包括位于金属底板中部的缝隙结构51，在缝隙结构51的内部设置有第二pin二极管52，并且在缝隙结构51的边缘设置有第二贴片电容53；金属反射板6设置在金属地板5的下方且与金属地板5间隔设置；金属化过孔7的内表面涂覆有金属层，金属化过孔7上下贯穿，用于连接顶层金属贴片1、天线馈电结构3和带有缝隙的金属地板5。
43.具体地，顶层超表面结构1包括n
×
n个超表面单元11，每个超表面单元11均呈长条形，沿同一方向倾斜45
°
设置，使得位于不同行且对应位置处的超表面单元11处于同一直线上，其中，n≥4。位于同一倾斜方向上相邻的超表面单元11之间通过第一pin二极管12相连；通过第一pin二极管12相连的每个超表面单元11的侧面设置有一个第一贴片电容13，并超表面单元11通过第一贴片电容13与带有缝隙的金属地板5连接，用于进行信号的交直流隔离。
44.请参见图2，在本实施例中，超表面单元11的总数为4
×
4个，沿x方向平均分为4组，形成超表面阵列，该超表面阵列中含有的超表面单元11的数目为16，每个超表面单元11均沿同一方向倾斜45
°
设置，同一直线上相邻的超表面单元11之间通过第一pin二极管12相连，共有9个第一pin二极管12，超表面单元11使用容值为10nf的第一贴片电容13与带有缝隙的金属地板5相连，用于进行信号的交直流隔离。超表面单元11的长度为l1，宽度为w1，单元与单元之间的间距为d1，优选地，l1＝5.26mm，w1＝0.54mm，d1＝4.4mm。第一pin二极管12
呈45
°
角方向布置，通过改变二极管两端的偏置电压调控天线的工作频率。
45.该4
×
4个超表面单元11的排列方式为：每行每列均匀设置为4个，且每个超表面单元11均沿同一方向倾斜45
°
角，整体形成一个正方形，该正方形的对角线上的个数为4个，靠近对角线的个数为3个，次近对角线的个数为2个，离对角线最远位置的个数为1个。
46.在本实施例中，上层介质基板2的厚度为h1，中层介质基板4的厚度为h2，两层介质基板的边长均为p1，其中，h1＝2mm，h2＝0.5mm，p1＝30mm；上层介质基板2和下层介质基板4的材料均采用介电常数为4.5的非金属材料，优选地为arlon ad450，损耗角正切为0.0035。上层介质基板2与中层介质基板4之间用绝缘树脂垫片间隔。
47.进一步地，在下层介质基板的上下表面分别设有天线馈电结构3和带有缝隙的金属地板5，其中，天线馈电结构包括天线的同轴背馈结构及天线所有pin二极管的外部直流控制系统，下层带有缝隙的金属地板上设置有pin二极管和电容；金属化过孔7穿过上层介质基板，在上层介质基板背部与外部直流控制系统连接；天线上各部分pin二极管的控制是通过直流馈线与外部直流控制系统连接，通过切换pin二极管上的偏压，实现天线的频率可重构功能。
48.请参见图3，本实施例的天线馈电结构3包括直流偏置结构31和微带馈线结构32，该天线馈电结构3整体印刷于上层介质基板2下表面。直流偏置结构31使用线宽为0.3mm的金属导线，通过金属化过孔7与上层第一pin二极管12连接，为第一pin二极管12提供直流控制。微带馈线结构32竖向设置在直流偏置结构31的左侧子结构和右侧子结构之间，并且微带馈线结构32靠近下端的位置处设置有圆形金属贴片33。所述左侧子结构和所述右侧子结构分别包括金属导线311和与每个金属导线311对应连接的排插结构312，所述左侧子结构的排插结构与所述右侧子结构的排插结构对称分布，均用于连接外部直流控制系统。微带馈线结构32和直流偏置结构31分别通过金属化过孔7连接至外接直流控制系统。
49.微带馈线结构32的长度为k1，宽度为k2，并放置半径为r1的圆形金属贴片33，圆形金属贴片33是为了更好的进行缝隙耦合馈电，优选地，k1＝16mm，k2＝0.64mm，r1＝1.28mm。
50.请参见图4，在下层介质基板4下表面刻蚀带有缝隙的金属地板5，包括位于金属底板中部的缝隙结构51，在缝隙结构51的内部设置有第二pin二极管52，并且在缝隙结构51的边缘设置有第二贴片电容53。
51.在本实施例中，该缝隙结构51为“工”字型，包括两个正方形槽和连通两个正方形槽的长方形槽，在两个正方形槽的内侧分别设置有一个同向放置的第二pin二极管52；在两个正方形槽的外侧分别设置有一个同向放置的第二贴片电容53。
52.其中，所述长方形槽长为b2，宽为b3，所述正方形槽的边长为b1，金属地板5的边长为p2，优选地，b1＝4mm，b2＝12mm，b3＝1mm，p2＝25.7mm。两个第二pin二极管52距离长方形槽中心的距离均为5mm，在正方形槽外边缘处加载了两个同向放置的容值为10nf的第二贴片电容53，目的是为了不影响缝隙两侧的电流分布，同时保证直流信号的隔离，为第二pin二极管52提供偏压。
53.继续参见图5，在距离天线馈电结构3高度为h3处放置有金属反射板6，金属反射板6是边长p3的正方形金属板。金属反射板6上开设有两个矩形凹槽61和一个圆形凹槽62，其中，两个矩形凹槽61沿长轴方向平行设置，圆形凹槽62位于所述两个矩形凹槽61之间。矩形凹槽61长为m1，宽为m2，使得外接直流控制系统可以与频率可重构天线连接，圆形凹槽62的
半径为r2，用来从背部做天线耦合馈电。优选地，h3＝2.4mm，m1＝13mm，m2＝4mm，r2＝2.5mm。带有缝隙的金属地板5与金属反射板6之间的间隔为2.4mm
54.此外，上层介质基板2和下层介质基板4均采用介电常数为4.5的arlon ad450，损耗角正切为0.0035；顶层超表面结构1、带有缝隙的金属地板5和金属反射板6的材料均为铜。
55.本实施例的低剖面圆极化频率可重构天线加载超表面结构做为天线的辐射体而不是传统的使用超表面作为天线的反射地板的结构。采用将超表面阵列用pin二极管连接的方式，通过pin二极管的状态选择天线的工作频率。采用了加载电容的结构，即不改变地板缝隙处电流分布，又为pin二极管提供了直流偏置电压。天线可以实现在4ghz-9ghz带宽范围内3种状态的圆极化频率可重构特性。
56.参照图1-图5，为了验证低剖面圆极化频率可重构的可实现性，本实施例采用pcb工艺对天线进行了加工，并通过波峰焊技术将开关二极管焊接到天线对应位置。
57.本实施例的天线整体结构采用微带式超表面天线设计，顶层加载的超表面单元为斜45
°
金属矩形结构，将超表面单元沿xy轴周期性拓展而成4
×
4的超表面阵列，并利用缝隙耦合馈电对超表面单元进行激励，从而获得良好的阻抗匹配。在对基本的超表面天线完成设计之后，再对于天线进行直流驱动电路的设计，以方便控制加载电控器件的状态，最终对设计的天线进行实物加工以及利用电池组驱动二极管以方便进行外部直流控制系统的电压、电流设计。
58.天线整体共分为两个部分，第一部分是底部缝隙耦合结构，可以改变缝隙上加载的二极管的导通和截止状态来控制天线工作在高频或低频区域。第二部分是4
×
4的超表面结构，通过改变超表面上加载的二极管的导通和截止状态，可以使得两个方向的电抗发生改变，从而辐射圆极化波。
59.请参见图6，图6是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线的工作原理示意图。天线辐射电场e被分解为垂直于斜45度方向的分量e2和沿金属贴片方向的分量e1。金属线的存在导致这两个方向的电抗不再相等，e2方向的阻抗z2感性增加，e1方向的阻抗z1容性增加，因此电场分量e2的相位超前e1的相位，通过改变超表面上加载的二极管的导通和截止状态，可以使得沿e1方向的的电抗发生改变，当得e2幅度和e1相等，e2相位超前e1相位90度时，即可辐射圆极化波。
60.下面结合仿真实验对本发明实施例低剖面圆极化频率可重构天线的效果进行进一步描述，具体低剖面圆极化频率可重构天线电磁特性分析如下。
61.为了说明多维度可调控数字编码超表面单元的电磁特性，采用商业仿真软件ansys hfss对图1的单元结构进行建模仿真。
62.请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在低频区的反射系数、轴比和辐射方向图参数，仿真结果表明，通过对天线上加载的pin二极管状态进行控制，低剖面圆极化频率可重构天线在低频工作区域满足圆极化和频率可重构功能。
63.请参见图8，图8是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在中频区的反射系数、轴比、辐射方向图参数，仿真结果表明，天线在中频工作区域满足圆极化和频率可重构功能。
64.请参见图9，图9是本发明实施例提供的一种低剖面圆极化频率可重构天线工作在高频区的反射系数、轴比、辐射方向图参数，仿真结果表明，天线在高频工作区域满足圆极化和频率可重构功能。
65.本发明提出一种加载超表面结构的圆极化频率可重构天线，通过加载超表面结构作为天线的辐射体，可以降低剖面高度，实现了天线圆极化辐射效果；使用pin二极管作为电控元件，具有响应速度快，性能稳定，电压浮动不会影响pin二极管开关状态的优势；使用外部直流控制系统，降低了控制系统的复杂程度同时可以实时控制天线所处状态。本发明可通过电脑控制外部电路实时切换加载至开关二极管上的电压，从而实时切换天线的工作状态；本发明可随时根据实际场景切换功能，从而具备较大的应用价值。本发明具有频带覆盖范围宽、控制灵活、功能多样、实用性强等特点。超表面在4ghz-9ghz频率范围内能够实现三种圆极化频率可重构功能。
66.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，包括自上而下依次分布的顶层超表面结构(1)、上层介质基板(2)、天线馈电结构(3)、下层介质基板(4)、带有缝隙的金属地板(5)和金属反射板(6)，其中，所述顶层超表面结构(1)设置在所述上层介质基板(2)上表面，由完全相同的多个超表面单元(11)周期延拓形成，所述超表面单元(11)还连接有第一pin二极管(12)和第一贴片电容(13)；所述天线馈电结构(3)印刷于所述上层介质基板(2)的下表面，包括直流偏置结构(31)和微带馈线结构(32)，所述直流偏置结构(31)包括位于所述上层介质基板(2)上表面两侧的第一子结构和第二子结构，所述第一子结构和所述第二子结构分别包括多个金属导线，每个金属导线通过金属化过孔(7)与所述第一pin二极管(12)连接；所述微带馈线结构(32)位于所述第一子结构与所述第二子结构之间；所述带有缝隙的金属地板(5)设置在所述下层介质基板(4)的下表面，包括位于所述金属底板中部的缝隙结构(51)，在所述缝隙结构(51)的内部设置有第二pin二极管(52)，并且在所述缝隙结构(51)的边缘设置有第二贴片电容(53)；所述金属反射板(6)设置在所述金属地板(5)的下方且与所述金属地板(5)间隔设置；所述金属化过孔(7)的内表面涂覆有金属层，所述金属化过孔(7)上下贯穿，用于连接所述顶层金属贴片(1)、所述天线馈电结构(3)和所述带有缝隙的金属地板(5)。2.根据权利要求1所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述顶层超表面结构(1)包括n
×
n个超表面单元(11)，每个超表面单元(11)均呈长条形，沿同一方向倾斜45
°
设置，使得位于不同行且对应位置处的超表面单元(11)处于同一直线上，其中，n≥4。3.根据权利要求2所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，位于同一倾斜方向上相邻的超表面单元(11)之间通过所述第一pin二极管(12)相连；通过所述第一pin二极管(12)相连的每个超表面单元(11)的侧面设置有一个第一贴片电容(13)，并所述超表面单元(11)通过所述第一贴片电容(13)与所述带有缝隙的金属地板(5)连接，用于进行信号的交直流隔离。4.根据权利要求1所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述微带馈线结构(32)竖向设置在所述直流偏置结构(31)的左侧子结构和右侧子结构之间，并且所述微带馈线结构(32)靠近下端的位置处设置有圆形金属贴片(33)。5.根据权利要求4所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述左侧子结构和所述右侧子结构分别包括金属导线(311)和与每个金属导线(311)对应连接的排插结构(312)，所述左侧子结构的排插结构与所述右侧子结构的排插结构对称分布，均用于连接外部直流控制系统。6.根据权利要求4所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述微带馈线结构(32)和所述直流偏置结构(31)分别通过所述金属化过孔(7)连接至外接直流控制系统。7.根据权利要求1所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述缝隙结构(51)包括两个正方形槽和连通两个正方形槽的长方形槽，在两个正方形槽的内侧分别设置有一个同向放置的第二pin二极管(52)；在两个正方形槽的外侧分别设置有一个同向放置的第二贴片电容(53)。8.根据权利要求7所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述金属反射板
(6)上开设有两个矩形凹槽(61)和一个圆形凹槽(62)，其中，所述两个矩形凹槽(61)沿长轴方向平行设置，所述圆形凹槽(62)位于所述两个矩形凹槽(61)之间。9.根据权利要求1所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述带有缝隙的金属地板(5)与所述金属反射板(6)之间的间隔为2.4mm。10.根据权利要求1至9中任一项所述的低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，所述上层介质基板(2)和所述下层介质基板(4)均采用介电常数为4.5的非金属材料；所述顶层超表面结构(1)、所述带有缝隙的金属地板(5)和所述金属反射板(6)的材料均为铜。

技术总结
本发明公开了一种低剖面圆极化频率可重构天线，其特征在于，包括自上而下依次分布的顶层超表面结构、上层介质基板、天线馈电结构、下层介质基板、带有缝隙的金属地板和金属反射板，其中，顶层超表面结构由完全相同的多个超表面单元周期延拓形成，超表面单元还连接有第一PIN二极管和第一贴片电容；天线馈电结构包括直流偏置结构和微带馈线结构；带有缝隙的金属地板包括位于金属底板中部的缝隙结构，在缝隙结构的内部设置有第二PIN二极管，并且在缝隙结构的边缘设置有第二贴片电容；金属化过孔用于连接顶层金属贴片、天线馈电结构和带有缝隙的金属地板。通过加载超表面结构作为天线的辐射体，可以降低剖面高度，实现了天线圆极化辐射效果。辐射效果。辐射效果。


技术研发人员：贾永涛 周泽鹏 刘英 聂丽峰 刘烁烁
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.02.24
技术公布日：2023/7/12