
ISSN
1000-0054
清华大学学报(自然科学版)
2011
年第
51
卷第
2
期
9/28
184-187
CN
11-2223/N
J
Tsinghua
Univ
(Sci
&.
Tech)
,
2011
,
Vo
l. 5
1,
No.2
带有倒
L
寄生单元的低剖面方向图可重构天线
赵凯南,
郑剑锋,
孙佳文,
陈文华,
冯正和
(清华大学电子工程系,微波与数字通信国家重点实验室,北京
100084)
摘
要:提出一种带有倒
L
寄生单元的低剖面方向图可重构
天线。该天线由一个有源六边形贴片单元和两个加载开关的
倒
L
寄生单元组成。仿真和测量结果表明
s
通过改变寄生单
元上加载开关的状态,可以使天线工作在
3
种状态,即
50
,
os
和
α3
模式,其中,
S
代表"短路飞
O
代表"开路飞天线工
作在
00
模式下,方向图在水平面内的辐射接近全向。工作
在田和
os
模式下,天线可以获得良好的定向方向图,并且
可以实现方向图在水平面内的切换。同时,该天线为垂直极
化,具有低剖面和良好的方向图切换特性,便于与无线接入设
备共形集成,适用于室内无线通信系统。
关键词:低剖面
z
方向图
z
可重构;天线
中图分类号:
TN
98
文献标志码
:A
文章编号:
1000-0054(2011)02-0184-04
Low-profile
pattern
reconfigurable
antenna
with switched
parasitic
inverted-L elements
ZHAO
Kainan ,
ZHENG
Jianfe
吨,
SUN
Jiawen,
CHEN
Wenhua,
FENG
Zhenghe
(State
Key Laboratory
of
Microwave
and
Di
gital Communication,
Department
of
Electronic
Engine
啤
ring
,
Tsinghua University,
Beijing 100084 ,
China)
Abstract:
A low-profile recoruigurable antenna with parasitic inverted-L
elements
was
developed for wireless communication systems.
The
antenna
consists of a hexagonal
patch
as
the
driven
element
and
two
parasitic
inverted-L
elements
loaded
with
switches. Simulated and
measured
results
show
that
by changing
the
status
of
the
switches,
the
antenna
is able
to
operate
in
SO
, OS, and
00
modes
with
S
representing
short
circuit and 0 for
open
circuit.
The
00
mode
gives
an
omni-directional
pattern
in
the
azimuthal plane.
The
SO
and
OS
modes give a directional
pattern
that
can be switched in
the
azimuthal
plane.
Moreover
,
the
antenna
exhibits
vertical polarization
characteristics.
Owing
to
the
low
profile
and
good beam switching
capacity
,
the
antenna
can be used for wireless devices.
Key words: low-profile;
pattern;
reconfigurability;
antenna
为了使天线能够适应更加多样的系统需求和复
杂多变的应用环境,可重构天线的概念得到重视并
获得发展[叫。可重构天线可以通过引人可变装置
(例如开关、微机电系统
(MEMS)
器件)来改变天线
辐射单元的相对位置或者电流分布,使其能根据实
际应用环境的需要实时改变工作频段、方向图、极化
方式等特性,从而满足通信系统的要求。其中,方向
图可重构天线可以在保持工作频率不变的情况下,
根据通信要求适时改变天线的辐射方向图,在汽车
和飞机雷达、无线和卫星通信网络以及空间遥感等
诸多方面得到广泛应用[叫。
文
[10
一
11J
提出几种可以改变天线波束指向的
方向图可重构天线。这些天线设计采用单极子的形
式,天线高度通常是工作频率下的
1/4
波长,体积结
构过大,不适合于通信终端集成。为了减小这类寄
生单极子阵列天线的高度,文
[12J
提出一种圆盘加
载单极子天线。天线的高度虽有降低,但是这种顶
部加载的结构给移动终端的集成带来了一定的困
难。文口
3J
提出一种基于八木
(Yagi)
贴片结构的方
向图可重构天线。这种天线具有简单的结构,并且
易于和移动终端共形。但是,该天线只能在上半空
间改变主瓣的方向,并不能实现方向图在水平面内
的切换,限制了其在室内无线通信场合中的应用。
本文提出一种带有倒
L
寄生单元的低剖面方
向图可重构天线。该天线由一个有源六边形贴片单
元和两个加载开关的倒
L
寄生单元组成。通过控
制加载开关的状态,天线可动态地改变主瓣的指向,
从而达到提高接受信号的强度、减小干扰的目的。
与之前的方向图可重构天线设计相比,该天线具有
低剖面和波束在水平面内切换的特性,并且其主极
收稿日期:
2010-07-14
基金项目:国家"九七三"重点基础研究项目
(2009CB320205)
;
国家科技重大专项课题
(2009ZX03007-003
刘
国家"八六三"高技术项目
(2009AA0
1l
503)
;
国家自然科学基金资助项目
(60771009)
作者简介
z
赵凯南
0984
一)
,女(汉)
,山东,博士研究生。
通讯作者=冯正和,教授,
E-mail:
fzh-dee@tsinghua.edu.cn