一种任意极化可调的天线装置的制作方法

专利2026-09-13  7


本申请涉及天线,特别是涉及一种任意极化可调的天线装置。


背景技术:

1、天线的极化是指在给定方向上,天线辐射电磁波的极化。

2、传统天线往往都是单一极化天线,例如偶极子天线,广播天线等。近年来,出现了一种能够改变极化方向的天线,被称作极化可调天线,因其辐射电磁波的极化能够实时调控,更利于天线功能的集成和复杂环境中的应用,得到了研究者的广泛关注。

3、现有技术中,常见的极化可调方案有,在天线端加载射频开关、可调移相器、机械旋转等。

4、其中,射频开关通过外部电压控制射频链路的通断,改变天线表面电流的分布,进而影响辐射电磁波的极化;而在天线的前端加载可调移相器的方式,是通过调控不同射频链路上的相位差,实现了天线线极化、圆极化及正交极化之间的切换;机械旋转是通过将天线绕其轴线转动的方式改变天线极化的方向,常用于天线测试。

5、但是,目前的这些极化可调方案虽然实现了辐射电磁波极化的切换,但仍存在一些问题。例如,天线的线极化角度受限,往往只能实现两正交极化之间的切换;切换耗时较长,需要较长的时间才能实现极化的改变。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种任意极化可调的天线装置,能够实现天线的任意极化可调,极化形式灵活,并提高极化切换速度。

2、一种任意极化可调的天线装置,包括:射频模块和天线模块;

3、所述射频模块包括:两个数控移相器以及两个数控衰减器;

4、所述天线模块包括:两个以上天线,所述天线的数量为偶数,并平均分为两组;

5、一个数控移相器通过一个数控衰减器与一组天线相连,另一个数控移相器通过另一个数控衰减器与另一组天线相连;

6、两路射频信号分别经所述数控移相器调控相位以及所述数控衰减器调控幅值后,由两组天线辐射正交极化的电磁波,以实现天线的任意极化可调。

7、在一个实施例中,所述射频模块还包括:两个射频开关;

8、一个射频开关与一个数控移相器相连,另一个射频开关与另一个数控移相器相连。

9、在一个实施例中,所述射频模块还包括:一个功分器;

10、所述功分器的一端与外部的信号输入端相连,另一端分别与两个射频开关相连。

11、在一个实施例中,还包括:电控模块;

12、所述电控模块的一端与外部的电源输入端相连,另一端与射频模块中的射频开关、数控移相器以及数控衰减器相连,为射频模块提供电压,并对射频开关、数控移相器以及数控衰减器输出控制指令。

13、在一个实施例中,所述天线模块包括:四个天线;

14、四个天线的侧部依此首尾相连,以使所述天线模块形成正方环状结构。

15、在一个实施例中,以不相邻的两个天线为一组,且一组中两个天线的极化方向相同。

16、在一个实施例中,所述天线为维瓦尔第天线。

17、在一个实施例中,所述天线包括:介质层、设在所述介质层顶部的辐射层以及设在所述介质层底部的馈电层。

18、在一个实施例中,所述辐射层的两个辐射臂上对称设有多个槽缝,所述槽缝的长度方向与所述介质层的长度方向垂直。

19、在一个实施例中,所述馈电层包括:匹配枝节以及微带线;

20、所述匹配枝节为圆形结构,所述微带线为“l”形结构,所述微带线的一端与所述匹配枝节相连,另一端作为馈电端口与数控衰减器相连。

21、上述一种任意极化可调的天线装置,设计了包括功分器、射频开关、数控移相器和数控衰减器的射频模块以及电控模块,解决了现有极化可调天线方案中极化角度少和极化切换时间较长的问题,通过对输入信号相位幅度的联合调控,实现了天线任意角度线极化、圆极化、椭圆极化的快速切换,大大提升了生成极化形式的多样性,使得天线辐射电磁波的极化形式更加灵活。同时,采用了电信号的控制方式,生成电磁波的极化形式能够在极短的时间内快速切换,使得操作起来更加便捷,拓展了极化可调天线的适用领域。另外,采用四个维瓦尔第天线将射频模块调制的信号辐射到自由空间,并叠加生成设定的极化形式,维瓦尔第天线是一种端射宽带天线,有较好的方向性,生成电磁波的极化效果好,还实现了小型化。



技术特征:

1.一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,包括:射频模块和天线模块;

2.根据权利要求1所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述射频模块还包括:两个射频开关;

3.根据权利要求2所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述射频模块还包括:一个功分器;

4.根据权利要求3所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,还包括:电控模块;

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述天线模块包括:四个天线;

6.根据权利要求5所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,以不相邻的两个天线为一组,且一组中两个天线的极化方向相同。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述天线为维瓦尔第天线。

8.根据权利要求7所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述天线包括:介质层、设在所述介质层顶部的辐射层以及设在所述介质层底部的馈电层。

9.根据权利要求8所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述辐射层的两个辐射臂上对称设有多个槽缝,所述槽缝的长度方向与所述介质层的长度方向垂直。

10.根据权利要求9所述的一种任意极化可调的天线装置,其特征在于,所述馈电层包括:匹配枝节以及微带线;


技术总结
本申请属于天线技术领域,涉及一种任意极化可调的天线装置,包括:射频模块和天线模块;所述射频模块包括:两个数控移相器以及两个数控衰减器;所述天线模块包括:两个以上天线,所述天线的数量为偶数,并平均分为两组;一个数控移相器通过一个数控衰减器与一组天线相连,另一个数控移相器通过另一个数控衰减器与另一组天线相连;两路射频信号分别经所述数控移相器调控相位以及所述数控衰减器调控幅值后,由两组天线辐射正交极化的电磁波,以实现天线的任意极化可调。采用本申请能够实现天线的任意极化可调,极化形式灵活,并提高极化切换速度。

技术研发人员:李克鑫,朱昱雁,孙伟
受保护的技术使用者:湖南芯普电子科技有限公司
技术研发日:20240508
技术公布日:2024/12/17
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