一种方向图可重构的相控阵天线的制作方法

技术特征：
1.一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，该相控阵天线由四个天线单元等间距并列排布构成，每个天线单元包括介质基板、辐射单元、同轴探针、偶极子臂、谐振器、接地面和pin二极管开关，所述辐射单元、偶极子臂、谐振器均设置在介质基板的正面，接地面和pin二极管开关设置在介质基板的背面；同轴探针设置在介质基板的通孔内，使辐射单元与接地面导通；所述辐射单元设置于介质基板的正面的正中间的位置，为两个带矩形缺口的矩形环沿介质基板上下方向的对称线左右对称设置的结构，且矩形缺口位于矩形环外侧侧边的中部位置；在右侧矩形环的内侧侧边的中部的中间位置设置有贯穿介质基板的同轴通孔，同轴通孔的直径小于该侧边的宽度，用于安装同轴探针；两个矩形环的外侧侧边的上部与下部的外侧顶角设置为切角，在两个矩形环的内侧侧边的上部与下部的外侧靠近介质基板上下方向的对称线的边缘处均向外衔接有一个第一竖直条形贴片，上部的一组第一竖直条形贴片与下部的一组竖直条形贴片均为沿介质基板上下方向的对称线左右对称设置，两组第一竖直条形贴片形成天线单元的偶极子臂；在上部的一组第一竖直条形贴片的正上方设置有一个谐振器，在下部的一组竖直条形贴片的正下方也设置有一个谐振器，两个谐振器均为沿介质基板上下方向的对称线左右对称设置的结构；每一个谐振器均为两行四列、等间隔排布的“h”型贴片阵列结构；两个谐振器与偶极子臂之间以相同的间隔设置；接地面由一个矩形贴片与两个分支贴片构成，同轴通孔位于矩形贴片的中心，两个分支贴片以上下对称的方式设置在矩形贴片的上方与下方，在上方的分支贴片与矩形贴片之间以及下方的分支贴片与矩形贴片之间均连接有一个pin二极管开关；分支贴片由一个第二竖直贴片、一个水平贴片、一个第三竖直贴片依次衔接而成，且第二竖直贴片较第三竖直贴片长度长；位于上方的分支贴片的结构为第二竖直贴片的上部右侧水平衔接在水平贴片的左侧，该水平贴片的右侧衔接在第三竖直贴片的左侧上部，三者的顶端平齐，且第二竖直贴片的上部的左侧顶角与第三竖直贴片的上部的右侧顶角为切角；位于上方的分支贴片的第二竖直贴片的下端与上方的pin二极管开关的输出端连接，该pin二极管开关的输入端与矩形贴片的顶端的中部连接；同轴探针的一端与辐射单元的右侧导通，其另一端与接地面的矩形贴片导通，矩形贴片的两端与分别与两个pin二极管开关的输入端导通，两个pin二极管开关的输出端分别与两个分支贴片导通；所述pin二极管开关是一个含有pin二极管的电路，pin二极管的输入端分别连接有一个一号电容与一个一号电感，pin二极管的输出端分别连接有一个电阻和一个二号电容，电阻的另一端连接有一个二号电感，一号电容的另一端与接地面的矩形贴片连接，二号电容的另一端与一个分支贴片的第二竖直贴片的靠近矩形贴片的一侧连接，一号电感的另一端与二号电感的另一端分别与电源的正负极相连，通过改变pin二极管两端的电压来控制pin二极管开关的通断。2.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，所述辐射单元和接地面上的切角均为圆切角。3.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，所述偶极子臂与辐射单元相连的长度与偶极子臂的宽度之比为1：2。
4.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，天线单元的介质基板的形状为矩形，其材料是聚四氟乙烯，介电常数为3.5，尺寸为65mm
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35mm
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1.524mm。5.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，天线单元的辐射单元的两个矩形环之间距离为4mm，矩形环的内尺寸为25mm
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8.2mm，矩形环的厚度为2mm，矩形环上的矩形缺口为2mm
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2mm。6.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，天线单元的偶极子臂的第一竖直条形贴片的尺寸是4mm
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2mm，第一竖直条形贴片与辐射单元的矩形环的相连的长度为1mm。7.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，天线单元的谐振器的“h”型贴片的两个侧边贴片与中心贴片的宽度均为1mm，两个侧边贴片的长度均为4.5mm，中心贴片的长度为3mm，在“h”型贴片阵列中左右、上下的“h”型贴片之间的间距均为1mm。8.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，天线单元的接地面的矩形贴片尺寸为2mm
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2mm，其分支贴片的第二竖直贴片尺寸为8mm
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2mm，第三竖直贴片的尺寸为4mm
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2mm，水平贴片的尺寸为2mm
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2mm；矩形贴片与第二竖直贴片的距离为8mm。9.根据权利要求2所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，所述圆切角的半径均为1mm。10.根据权利要求1所述的一种方向图可重构的相控阵天线，其特征在于，四个天线单元之间的间距为4mm。

技术总结
本发明公开一种方向图可重构的相控阵天线，该相控阵天线由四个天线单元并列间隔排布构成，每个天线单元结构相同；天线单元的辐射单元为两个带矩形缺口的矩形环，在辐射单元的正下方和正上方有谐振器，起到增大天线的前后比和方向性的作用；接地面的通断由两个PIN二极管开关控制，使天线具有两种不同的工作模式，能够实现方向图可重构的功能；该相控阵天线结构简单，工作性能良好，在同一个相控阵天线上实现了多种工作模式，且每种工作模式下均能实现平面角度范围为


技术研发人员：郑宏兴 邢浩然 王蒙军
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：2021.07.16
技术公布日：2021/10/23