可重构天线及折叠天线

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种可重构天线及折叠天线。


背景技术：

2.天线是用于接收或者发射无线电信号的设备，其作为无线通信系统中最基础的单元，对无线电信号的通信质量起到决定性作用。
3.为了满足天线高功率、宽带频、多功能等方向的发展要求，可重构天线技术应运而生。可重构天线通过改变天线的结构，从而改变天线导电单元上电流的分布，实现不同的工作模式，对天线的频率、方向图和极化方式等特性参数进行可重构。
4.目前，折叠天线结构使用硬质金属作为天线的导电单元，当折叠天线进行多次折叠后，硬质导电金属容易出现折痕，更甚者硬质导电金属容易发生折断，从而限制折叠天线反复使用，无法保证折叠天线长期高效的运行。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种可重构天线及折叠天线，用以解决现有技术中上述技术问题，具有良好的导电性，又能实现可重构天线的频率可调节，结构简单，操作灵活方便；同时还能解决传统折叠天线在反复使用后容易劳损或折断的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种可重构天线，包括：基体，包括多个基面；
7.每个所述基面内均设有密闭且连通的用于充填液态金属的液态金属储液腔和液态金属流道；
8.多个所述基面内的液态金属储液腔和液态金属流道相互连通；
9.其中一个所述基面上设有馈线孔，所述馈线孔内设有馈线，所述馈线插入所述液态金属储液腔内，用以与所述液态金属电连接。
10.根据本实用新型提供的可重构天线，所述液态金属的熔点范围为 5℃-30℃。
11.根据本实用新型提供的可重构天线，所述液态金属包括碱金属单质、碱金属合金、镓、镓基合金和铋基合金当中的任意一种。
12.根据本实用新型提供的可重构天线，所述基体为柔性材料制成。
13.根据本实用新型提供的可重构天线，所述基体至少包括聚二甲基硅氧烷、硅胶。
14.根据本实用新型提供的可重构天线，所述液态金属储液腔的形状包括矩形、圆形、椭圆形、三角形和多边形当中的任意一种；
15.所述液态金属流道的形状为圆柱状；
16.其中，所述液态金属储液腔的轴线与所述液态金属流道的轴线位于同一直线上。
17.根据本实用新型提供的可重构天线，所述馈线孔与相应基面上的液态金属储液腔同轴设置。
18.为了实现上述目的，本实用新型的第二方面提供一种折叠天线，包括上述任一项
所述的可重构天线。
19.本实用新型提供的可重构天线，利用液态金属在常温下为液态，始终填满液态金属储液腔和液态金属流道，既能保证天线具有良好的导电性，又能通过对各个基面进行不同角度折叠来实现可重构天线频率的可调节，结构简单，操作灵活方便；同时还能解决传统折叠天线在反复使用后容易劳损或折断的问题。
20.进而，本实用新型提供的折叠天线，因包括上述的可重构天线，因此具备上述的所有优势。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型提供的可重构天线的结构示意图；
23.图2是本实用新型提供的可重构天线的侧视图。
24.附图标记：
25.1、基体；2、液态金属储液腔；3、液态金属流道；4、液态金属； 5、馈线孔；6、馈线；7、反射面。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
28.请详细参阅图1和图2，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下描述仅是本实用新型的示意性实施方式，并未对本实用新型构成任何限定。
29.如图1所示，本实用新型提供的可重构天线，包括基体1，基体 1包括多个基面。
30.每个基面均内设有密闭且连通的用于充填液态金属4的液态金属储液腔2和液态金属流道3，多个基面内的液态金属储液腔2和液态金属流道3之间相互连通。
31.其中一个基面上设有馈线孔5，馈线孔5内设有馈线6，馈线6 插入液态金属储液腔2内，用以与液态金属4电连接。
32.可以理解为，本实用新型利用液态金属4在常温下为液态，始终可以填满液态金属
储液腔2和液态金属流道3，既能保证天线具有良好的导电性，又能通过对各个基面进行不同角度折叠来实现可重构天线频率的可调节，结构简单，操作灵活方便；同时还能解决传统折叠天线在反复使用后容易劳损或折断的问题。
33.如图1所示，作为本实用新型的一种实施例，本实施例提供的可重构天线以应用在立方体折叠天线中为例进行说明，可重构天线包括具有四个第一基面的基体1，基体1还包括用于连接四个第一基面的第二基面，四个第一基面围绕第二基面的轴心阵列设置。
34.基体1为发射体基体，其材质为绝缘材料，可以选用聚二甲基硅氧烷，基体1内设有密闭且连通的液态金属储液腔2和液态金属流道 3，在液态金属储液腔2和液态金属流道3内分别填充有常温下为液态的液态金属4。
35.其中，液态金属储液腔2的形状可以为矩形、圆形、椭圆形、三角形、多边形和异形结构等，设于基体1的内部。
36.其中，液态金属流道3的形状为圆柱状，连接在相邻两个液态金属储液腔2之间，用于连通各个液态金属储液腔2。且液态金属储液腔2的轴线与液态金属流道3的轴线位于同一直线上，液态金属流道 3与液态金属储液腔2密闭且连通，使液态金属储液腔2内的液态金属4可自由向液态金属流道3内流动。
37.其中，液态金属4是在常温附近的低熔点金属、合金及其衍生金属材料，液态金属4的熔点范围为5℃-30℃，其包括但不限于液态的具有高电导率以及良好流动性的碱金属单质、碱金属合金、镓金属单质、镓基合金或铋基合金等，优选安全无毒的镓基合金或铋基合金。
38.在正常使用情况下，可重构天线为平面状态，即每个基面都平铺展开，如图1所示，此时可重构天线对应一个所需要的频段。
39.当可重构天线所需要的频段发生改变时，通过对其中四个第一基面分别进行不同角度的折叠，实现可重构天线的频率调节。
40.每个第一基面的可折叠角度范围可以是0-90
°
，比如，本实施例中列举的四个第一基面分别折叠15
°
、30
°
、45
°
、60
°
、75
°
、 90
°
时，可重构天线分别对应不同的中心频率。
41.本实施例中列举的是四个基面的基体1，但本方案基体1不限于四个基面，还可以为三个基面、五个基面、六个基面等多个基面，其不同基面的设置方式与本实施例中列举的四个基面的设置方式相同，再次不做赘述。
42.在本实施例中，在基体1的底部设有反射面7，反射面7可以为粘贴在基体1上且与基体1形状相适应的铜胶带。
43.在本实施例中，在基体1的第二基面上且位于液态金属储液腔2 的底部，设有与液态金属储液腔2同轴的馈线孔5，馈线孔5内安装有馈线6，馈线6的一端插入液态金属储液腔2内，实现与液态金属 4的电连接；馈线6的另一端伸出反射面7。
44.本实用新型的制作过程如下：
45.首先，主剂(聚二甲基硅氧烷)和固化剂按照1:5的配比配置形成聚二甲基硅氧烷(pdms)，这种配比既可以满足一定的支撑硬度，又可以兼顾pdms的柔性。将配置好的聚二甲基硅氧烷使用真空干燥箱抽真空20min，以去除微小气泡，然后倒模固化形成顶部的基体 1和底部的基体1，倒模形成的基体1均具有液态金属储液腔2和液态金属流道3，将顶部的基体1和底部的基体1相对设置，并通过键合机进行键合形成一个具有密闭且连通的液态金属
储液腔2和液态金属流道3的基体1。
46.其中，固化剂可以使用环氧树脂类固化剂、反应型固化剂和催化型固化剂，比如多元伯胺、多元硫醇和多元酚、叔胺、三氟化硼络合物等。
47.其次，在底部的基体1中央预留一个0.6mm的圆孔，该圆孔为盲孔，圆孔既可以用来向基体1内灌注镓基液态金属。即将一定量的镓基液态金属静置在盲孔上方，然后将整个基体1放置在真空干燥箱，进行抽真空，通过负压将镓基液态金属灌注进入基体1的液态金属储液腔2和液态金属流道3内。
48.圆孔也可以将封装完成的镓基液态金属与sma馈线孔5相连接。
49.再者，在基体1的底部贴合一层形状与折叠天线完全相同的铜胶带7作为可重构的折叠天线的反射面7。然后将sma馈线孔5通过盲孔插入接触到镓基液态金属，实现电连接。
50.本实用新型的工作过程如下：
51.正常使用情况下，可重构天线为平面状态，即各个基面都平铺展开，如图1所示，此时可重构天线对应一个所需要的频段。当可重构天线所需要的频段发生改变时，通过对其中每个基面分别进行不同角度的折叠，实现可重构天线的频率调节。
52.由于镓基液态金属在常温下为液态，反复折叠都可以保证基体的流道始终填充满镓基液态金属，因此不会出现现有折叠天线多次折叠后易出现折断劳损等问题，既保证了折叠天线的性能，又实现了其可重构以及折叠的功能。
53.本实用新型的创新点在于：利用液态金属4在常温下为液态，始终可以填满液态金属储液腔2和液态金属流道3，既能保证天线具有良好的导电性，又能通过对各个基面进行不同角度折叠来实现可重构天线频率的可调节，结构简单，操作灵活方便；同时还能解决传统折叠天线在反复使用后容易劳损或折断的问题。
54.需要说明的是，本实用新型各个实施例中的技术方案可以相互结合，但是相互结合的基础是以本领域普通技术人员能够实现为准；当技术方案的结合出现相互矛盾或者无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，即也不属于本实用新型的保护范围。
55.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。