方向图可重构宽带准八木天线的设计
2011-12-06王安国
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2011年10期
关键词:方向
王安国,刘 楠,兰 航
(天津大学电子信息工程学院,天津 300072)
随着综合通信系统的快速发展,作为信息出入通道的天线数量也会相应增加,从而增加了综合信息系统的成本及质量,并且在多天线系统中,天线之间存在电磁耦合.可重构天线的应用可以有效提升通信系统的性能[1-2].随着高性能、低功耗的微电子机械(micro-electro-mechanical systems,MEMS)开关的出现,目前可重构天线研究得以快速发展.其中方向图可重构天线能根据通信环境的变化实时改变发射和接收天线的方向图,从而有效避免噪声干扰,提高系统增益和安全性.另外,方向图可重构天线一般使用一个或很少几个馈电端口,可以避免信号合成过程中的损耗[3].
对于方向图可重构天线的设计,目前多数设计是在天线的辐射贴片上加载MEMS 或PIN(positiveintrinsic negative)开关,这必然会对天线的辐射性能造成影响.有的设计在实现方向图可重构的同时,阻抗带宽较窄,不能满足现代无线通信系统的需要[4-7].
笔者以准八木天线为基础,设计了一种方向图可重构的准八木天线.通常准八木天线的有源振子处于介质板的同一侧,需要一个巴仑以实现电流反向.本设计将有源振子中的一个激励臂与接地板相连,充分利用地板上电流的特性,省去了复杂的巴仑,简化了天线结构.该天线可以通过控制开关的通断,分别实现方向图在xoy 平面的4 个指向;同时,天线具有较大的阻抗带宽和频带内增益变化较小等特点.
1 天线设计原理与结构
1.1 准八木天线的原理
印制准八木天线与传统的八木天线结构类似,都是由一根有源振子(激励振子)、反射器和若干无源振子组成.有源振子通常为半波长的偶极子或折合偶极子;……
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