，第二同轴探针给寄生贴片的正区域直流馈电。通过同轴探针馈 电，可W调整探针的位置，从而实现输入端的阻抗匹配。
[0029] 为了增加可调电容范围，W满足电调要求，所述变容二极管的个数大于2,且W并 联的方式加载在正区域和负区域之间。
[0030] 为了隔绝寄生贴片上的射频信号通过第二同轴探针流入直流电源，烧毁直流电 源，所述直流馈电电路单元还包括扼流圈，所述扼流圈一端于直流电源相连，另一端与第二 同轴探针相连。
[0031] 为了便于调节输入端阻抗匹配，所述第一同轴探针和第二同轴探针从接地板穿过 介质板且与福射贴片相接。
[0032] 在上述实施例的基础上，所述寄生贴片的边长尺寸与驱动贴片的边长尺寸相同， 寄生贴片与驱动贴片的相邻边刚好正对。寄生贴片的边长尺寸越接近于驱动贴片的尺寸， 寄生贴片禪合的电流越大，福射就越大，但是寄生贴片的尺寸过大或者过小，禪合到的电流 反而越小。更优的，所述寄生贴片与驱动贴片的相邻边的间隔约为驱动贴片的边长的十分 之一。
[0033] 工作原理：图2所示为寄生贴片等效电尺寸和加载在贴片上的电容之间的关系图。 改变电容值可W使得寄生贴片的等效电尺寸发生相应的变化。寄生贴片等效电尺寸为改变 电容值后等效的寄生贴片的边长。
[0034] 图3所示为本实用新型直接改变寄生贴片的电尺寸得到的波束方向的变化图。从 图中可W发现通过调节寄生贴片的电尺寸可W改变天线主波束的福射方向。
[0035] 根据图2和图3掲示的规律，一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，具体的 调节方式如下：
[0036] 1)分别调节y轴向的两个寄生贴片上的变容二极管的控制电压可W实现天线yoz 面波束方向-20°到20°的连续变化。同样地，分别调节X轴向的两个寄生贴片上的变容二极 管的控制电压可W实现天线XOZ面波束方向-20°到20°的连续扫描。
[0037] 2)同时调节X轴向的个寄生贴片上的变容二极管的控制电压可W实现天线XOZ面 波束宽度90°到120°的连续可调。同时调节y轴向的两个寄生贴片上的变容二极管的控制电 压可W实现天线yoz面波束宽度90°到120°的连续可调，并且运两种情况下都不改变另外一 个垂直面的主波束方向。
[0038] 仿真分析:首先按照如图1设计微带天线结构，驱动贴片1位于中间，寄生贴片2位 于驱动贴片1的正上方，寄生贴片4位于驱动贴片1的正下方，寄生贴片3位于驱动贴片1的正 右侧，寄生贴片5位于驱动贴片1的正左侧，每个寄生贴片上的缝隙呈正方形状，每个寄生贴 片上W并联的方式加载了4个型号为MHV506的变容二极管8,仿真时，变容二极管W电容代 替，寄生贴片上的同轴探针7位于寄生贴片的正区域中屯、，驱动贴片上的同轴探针6与驱动 贴片1右边的距离为微带线9通过金属柱10接金属接地板，介质板和接地板长宽相 同，且长200mm，宽200mm，h为介质板的厚度，hi为福射贴片的厚度，h2为接地板的厚度，L为 驱动贴片的边长山为寄生贴片的边长，正方形缝隙的内边长和外边长分别为W1和W2，S1和S2 均为寄生贴片与驱动贴片的相邻边的间隔：
其中C为光速，fo为工作频率，取 1.4G化，Er为介质板的相对介电常数，取4.3,同轴探针的内径为d，外径为D，现采用电磁仿 真软件对该微带天线尺寸进行优化，得到微带天线尺寸参数如表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
[0041 ]电磁仿真软件进行仿真得到了仿真图；
[0042] 图4为本实用新型的回波损耗随频率变化的示意图；
[0043] 图5为同时改变寄生贴片3和寄生贴片5上的电容得到的波束带宽变化图。
[0044] 图6为寄生贴片2和4上的变容二极管在不同电容值下波束方向的变化图，（a)图对 应的寄生贴片2的四个电容cl = 7pF，寄生贴片4四个电容c2 = 0.1pF;(b)图对应的cl = 10口尸，。2 = 0.1口。；（。）图对应的为。1 = 5口。，。2 = 10口。；（(1)图对应的。1 = 1口。，。2 = 10口尸。
【主权项】
1. 一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在于:包括介质板、分布在介质 板同一面上的福射贴片W及分布在介质板另一面上的接地板，所述福射贴片包括一个正方 形驱动贴片和四个尺寸相同的正方形寄生贴片，所述四个寄生贴片环绕驱动贴片四边分 布，任一寄生贴片与驱动贴片相邻边平行，在每个寄生贴片上开有一个呈无端状的缝隙，所 述缝隙包围的寄生贴片部分定义为寄生贴片的正区域，所述缝隙之外的寄生贴片部分定义 为寄生贴片的负区域，所述正区域通过变容二极管与负区域电气相连，所述寄生贴片的负 区域的外围与接地板相连。2. 如权利要求1所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，特征在于，包括射 频馈电电路单元和四个直流馈电电路单元，所述射频馈电电路单元为第一同轴探针，第一 同轴探针给驱动贴片射频馈电，所述直流馈电电路单元包括第二同轴探针，第二同轴探针 给寄生贴片的正区域直流馈电。3. 如权利要求2所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在于，所述 直流馈电电路单元还包括扼流圈，所述第二同轴探针与扼流圈相连。4. 如权利要求2或者3所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在 于，所述第一同轴探针和第二同轴探针从接地板穿过介质板且与福射贴片相接。5. 如权利要求1或者2所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在 于，所述变容二极管的个数大于2,且W并联的方式加载在正区域和负区域之间。6. 如权利要求5所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在于，所述 缝隙呈正方形。7. 如权利要求1或者2所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在 于，所述寄生贴片的负区域外围通过微带短路线与接地板相连，所述微带段路线包括长度 为的微带线和金属柱，所述微带线一端与寄生贴片的负区域外围相连，其另一端连接 金属柱，所述金属柱贯穿介质板与接地板相连，其中，'其中C为光速，fo为工作频 率，Er为介质板的相对介电常数。8. 如权利要求1或者2所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在 于，所述寄生贴片的边长尺寸与驱动贴片的边长尺寸相同，寄生贴片与驱动贴片的相邻边 刚好正对。9. 如权利要求8所述的一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，其特征在于，所述 寄生贴片与驱动贴片的相邻边的间隔约为驱动贴片的边长的十分之一。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电可调波束方向和波束宽度的微带天线，天线主要包括三个部分：五块微带辐射贴片单元、基板和馈电电路，通过调节变容二极管的控制电压可以实现波束方向和波束宽度在xoz和yoz两个垂直面上的连续可调，波束方向的可调范围为-20°到20°，波束带宽的可调范围为90°到120°，本实用新型的电调波束方向和波束宽度的微带八木天线在所工作的频点具有馈电电路简单、回波损耗低、增益变化范围小以及交叉极化鉴别率高等优点。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/38, H01Q3/28, H01Q3/26
【公开号】CN205159503
【申请号】CN201520962170
【发明人】韦磊, 陆忞, 王杰, 李维, 刘少君
【申请人】江苏省电力公司南京供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月26日