可重构天线及其系统技术方案

一种可重构天线，设置于基板的一个表面，包括多个辐射体以及控制电路，该多个辐射体包括中心辐射体和多个以所述中心辐射体为中心呈规则几何形状排布的多个外辐射体，所述控制电路设置于该多个辐射体之间，所述控制电路控制所述多个辐射体重构增益。通过控制电路控制辐射体将的电磁辐射场改变，实现频率重组与增益重组，可通过控制信号控制天线减少其频段、增加某个频段的增益，廉价易制作；具有十分明显的技术和成本优势，当铺捉到微弱信号时可重构增益增强接收能力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于通讯领域，尤其涉及一种可重构天线及其系统。
技术介绍
天线作为一种用来发射或接收无线电波的部件，在无线通信系统中起到了举足轻重的作用，是无线通信系统中不可缺少的组成部分。随着高频卫星通信系统、雷达、无线通信系统，尤其是全球3G和4G网络建设的飞速发展，对天线的要求也越来越高。一方面，需要使天线能够工作在多个频带，具有多种工作模式并具有良好的传输性能。另一方面，又要减轻天线的重量、减小天线体积并降低成本。正是由于这样的需求，可重构天线的概念被提出并得到蓬勃发展。可重构天线作为一种新型天线即将成为下一代无线通信系统中的核心技术之一。特别是近些年来，可重构天线在MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出技术）系统中作为发射天线或接收天线所具有的潜在应用价值得到了国内外越来越多的重视。可重构天线按功能可分为频率可重构天线（包括实现宽频带和实现多频带）、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的结构可以使天线的频率、方向图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构。这样可以通过切换天线不同的状态使天线具有多种工作模式，有利于在传输中实现多种有效的分集。近几年，国内外对可重构天线的研究已获得一些研究成果，其具体实现方法按电路特点可分为两大类：一类是通过改天线单元的结构来使天线频率、方向图或极化方式等参数发生改变；另一类是通过改变天线外部的馈电网络使天线具有可重构的特性。目前的可重构天线主要工作在于优化天线机构和馈电网络，从而获得频率、方向图和极化等重构特性，而对于增益重构这一重要参数考虑较少。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种可重构频率和增益的可重构天线，该天线呈现单双频，达到重构增益的效果。一种可重构天线，设置于基板的一个表面，包括多个辐射体以及控制电路，该多个辐射体包括中心辐射体和多个以所述中心辐射体为中心呈规则几何形状排布的多个外辐射体，所述控制电路设置于该多个辐射体之间，所述控制电路控制所述多个辐射体重构辐射频率和增益。进一步地，所述多个外辐射体呈矩形、圆形或菱形排布。进一步地，所述控制电路包括多个分别连接在所述多个辐射体之间的射频开关和电平输入模块，所述电平输入模块控制所述射频开关的导通和关断以使所述多个辐射体间的电磁辐射场改变。进一步地，所述外辐射体为8个，与所述中心辐射体呈矩阵排列，其中：第一列分别为：第一外辐射体、第二外辐射体、第三外辐射体；第二列分别为：第四外辐射体、中心辐射体、第五外辐射体；第三列分别为：第六外辐射体、第七外辐射体、第八外辐射体。进一步地，所述射频开关为贴片二极管，包括：第一二极管，阳极与所述第一外辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连接；第二二极管，阳极与所述第三外辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连接；第三二极管，阳极与所述第一外辐射体连接、阴极与所述第四外辐射体连接；第四二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连接；第五二极管，阳极与所述第三外辐射体连接、阴极与所述第五外辐射体连接；第六二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第四外辐射体连接；第七二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第五外辐射体连接；第八二极管，阳极与所述第六外辐射体连接、阴极与所述第四外辐射体连接；第九二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第七外辐射体连接；第十二极管，阳极与所述第八外辐射体连接、阴极与所述第五外辐射体连接；第十一二极管，阳极与所述第六外辐射体连接、阴极与所述第七外辐射体连接；第十二二极管，阳极与所述第八外辐射体连接、阴极与所述第七外辐射体连接；进一步地，所述电平输入模块的高电平输出端与所述第一二极管、第四二极管、第五二极管、第八二极管、第十二极管的阳极连接，所述电平输入模块的低电平输出端与所述第一二极管、第三二极管、第五二极管、第九二极管的阴极连接。进一步地，所述电平输入模块包括第一电阻、第二电阻、开关管、第一电感、第二电感、第三电阻、第三电感和第四电阻，其中，所述第一电阻和第二电阻串联后的一端与电源连接、另一端与开关管的输入端连接；所述开关管的输出端经所述第一电感接地，所述开关管的控制端经一开关选择接地或与电源连接；所述第一电阻和第二电阻串联的节点经所述第三电阻与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端作为所述高电平输出端；所述开关管的输入端经所述第四电阻与所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端作为所述低电平输出端。进一步地，所述开关管为P沟道MOS管，所述开关管的输入端、输出端、控制端分别为源极、漏极、栅极。进一步地，所述中心辐射体和外辐射体为矩形、扇形或圆形。另外，还提供了一种可重构天线系统，包括上述的可重构天线。上述可重构天线通过控制电路控制辐射体将的电磁辐射场改变，实现频率重组与增益重组，可通过简单操作控制天线减少其频段、增加某个频段的增益，廉价易制作；具有十分明显的技术和成本优势，当铺捉到微弱信号时可重构增益增强接收能力。附图说明图1是第一实施例中的可重构天线的结构示意图；图2是第二实施例中的可重构天线的结构示意图；图3是第三实施例中的可重构天线的结构示意图；图4是可重构天线的电路结构原理图；图5是电平输入模块的电路原理图；图6是可重构天线一种响应状态的2D方向图；图7是可重构天线另一种响应状态的2D方向图。具体实施方式为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，一种可重构天线，设置于基板10的一个表面，该可重构天线包括多个辐射体以及控制电路（未示出），该多个辐射体包括中心辐射体201和多个以中心辐射体201为中心呈规则几何形状排布的多个外辐射体（211、212、213、214、215、216、217、218），控制电路设置于该多个辐射体之间，控制电路控制多个辐射体重构辐射频率和增益。该天线的辐射体分为高频部分和低频部分，高频部分为中心辐射体201产生，低频部分由呈规则几何形状排布的多个外辐射体产生。基板10在辐射单元（即多个辐射体）与地之间。在优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构天线，设置于基板的一个表面，其特征在于，包括多个辐射体以及控制电路，该多个辐射体包括中心辐射体和多个以所述中心辐射体为中心呈规则几何形状排布的多个外辐射体，所述控制电路设置于该多个辐射体之间，所述控制电路控制所述多个辐射体重构辐射频率和增益。

【技术特征摘要】
1.一种可重构天线，设置于基板的一个表面，其特征在于，包括多个辐射
体以及控制电路，该多个辐射体包括中心辐射体和多个以所述中心辐射体为中
心呈规则几何形状排布的多个外辐射体，所述控制电路设置于该多个辐射体之
间，所述控制电路控制所述多个辐射体重构辐射频率和增益。
2.如权利要求1所述的可重构天线，其特征在于，所述多个外辐射体呈矩
形、圆形或菱形排布。
3.如权利要求1或2所述的可重构天线，其特征在于，所述控制电路包括
多个分别连接在所述多个辐射体之间的射频开关和电平输入模块，所述电平输
入模块控制所述射频开关的导通和关断以使所述多个辐射体间的电磁辐射场改
变。
4.如权利要求3所述的可重构天线，其特征在于，所述外辐射体为8个，
与所述中心辐射体呈矩阵排列，其中：
第一列分别为：第一外辐射体、第二外辐射体、第三外辐射体；
第二列分别为：第四外辐射体、中心辐射体、第五外辐射体；
第三列分别为：第六外辐射体、第七外辐射体、第八外辐射体。
5.如权利要求4所述的可重构天线，其特征在于，所述射频开关为贴片二
极管，包括：
第一二极管，阳极与所述第一外辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连
接；
第二二极管，阳极与所述第三外辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连
接；
第三二极管，阳极与所述第一外辐射体连接、阴极与所述第四外辐射体连
接；
第四二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第二外辐射体连接；
第五二极管，阳极与所述第三外辐射体连接、阴极与所述第五外辐射体连

\t接；
第六二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第四外辐射体连接；
第七二极管，阳极与所述中心辐射体连接、阴极与所述第五外辐射体连接；
第八二极管，阳极与所述第六外辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓霞，谈宇光，毛成华，吕婧，肖钟凯，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：