一种极化可调天线

1.本发明涉及天线领域，特别涉及一种极化可调天线。


背景技术：

2.无线通信与雷达感知应用中天线至关重要，通过相关技术实现一种极化可调天线，将最大程度满足无线通信与雷达感知应用综合需求。


技术实现要素：

3.本发明提出一种极化可调天线，在双线极化天线的垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)分别串联移相单元的输出端口，移相单元输入端口并联后，端接λ0/4阻抗变换器进行阻抗匹配。通过移相单元中的开关控制移相单元i、ii的移相量，可满足线极化、左右旋圆极化的动态可调。
4.本发明提供如下技术方案：
5.所述一种极化可调天线，包括双线极化天线、移相单元、λ0/4阻抗变换器。所述双线极化天线的馈电网络包括垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)，移相单元包括移相单元i、ii，λ0/4阻抗变换器特征阻抗为z0/√2。所述垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0，移相单元i包括开关(s1与s'1)、移相线(0
°
/90
°
)，移相单元ii包括开关(s2与s'2)、移相线(0
°
/90
°
)。s1与s'1，s2与s'2组合工作模式下，可满足垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)激励信号的相位可调，进而实现一种极化可调天线。
6.所述一种极化可调天线，双线极化天线的垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0(50ω)。双线极化天线的垂直极化(vp)端口与水平极化(hp)端口串联移相单元i、ii输出端口，移相单元i、ii输入端口并联后，端接λ0/4阻抗变换器(特征阻抗为z0/√2)进行阻抗匹配。
附图说明
7.附图1为一种双线极化天线馈电网络示意图
8.附图2为一种极化可调天线馈电网络示意图
具体实施方式
9.下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
10.实施例1
11.附图1所示为一种双线极化天线的馈电网络示意图，馈电网络中垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)信号相位差将影响天线极化。因此，vp、hp端口串联开关可控的移相单元i、ii，通过开关控制vp、hp端口信号相位可实现一种极化可调天线。
12.附图2所示为一种极化可调天线，包括双线极化天线、移相单元、λ0/4阻抗变换器。所述双线极化天线的馈电网络包括垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)，移相单元包括
移相单元i、ii，λ0/4阻抗变换器特征阻抗为z0/√2。所述垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0，移相单元i包括开关(s1与s'1)、移相线(0
°
/90
°
)，移相单元ii包括开关(s2与s'2)、移相线(0
°
/90
°
)。
13.所述一种极化可调天线，双线极化天线的垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0(50ω)。双线极化天线的垂直极化(vp)端口与水平极化(hp)端口串联移相单元i、ii输出端口，移相单元i、ii输入端口并联后，端接λ0/4阻抗变换器(特征阻抗为z0/√2)进行阻抗匹配。
14.s1与s'1，s2与s'2组合工作模式下，可满足垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)激励信号的相位可调，进而实现一种极化可调天线。
15.天线极化可调步骤如下：
16.附图1、2中天线的电波传播方向为z轴，x轴、y轴分别对应垂直与水平极化电场方向，相应在垂直与水平极化方向产生的电场可表示为e
x
、ey。
17.步骤(1)：线极化：移相单元i、ii在开关控制下，实现相同移相量，即e
x
＝ey或ie
x
＝iey(i表示90
°
)，满足线极化天线。
18.步骤(2)：左手圆极化：移相单元i在开关控制下，实现90
°
移相量，同时，移相单元ii在开关控制下，实现0
°
移相量，即ie
x
＝ey(i表示90
°
)，满足左手圆极化天线。
19.步骤(3)：右手圆极化：移相单元i在开关控制下，实现0
°
移相量，同时，移相单元ii在开关控制下，实现90
°
移相量，即e
x
＝iey(i表示90
°
)，满足右手圆极化天线。
20.本发明所述一种极化可调天线，可通过开关s1与s'1，s2与s'2组合工作模式，改变双线极化天线的垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)相移量，满足线极化、左右手圆极化切换，实现一种可动态改变极化方向的新型天线，即一种极化可调天线。本发明所述一种极化可调天线可应用于无线通信与雷达感知应用中，满足无线通信与雷达感知应用中不同的极化需求。
21.上述本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提及，否则所述元件或特征可被视为选择性的。各个元件或特征可在不与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，本发明的实施方式可通过组合部分元件和/或特征来构造。本发明的实施方式中所描述的操作顺序可重新排列。任一实施方式的一些构造可被包括在另一实施方式中，并且可用另一实施方式的对应构造代替。对于本领域技术人员而言明显的是，所附权利要求中彼此没有明确引用关系的权利要求可组合成本发明的实施方式，或者可在提交本发明之后的修改中作为新的权利要求包括。
22.在固件或软件配置方式中，本发明的实施方式可以模块、过程、功能等形式实现。软件代码可存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元位于处理器的内部或外部，并可经由各种己知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。
23.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征：
1.一种极化可调天线，其特征在于，所述极化可调天线包括双线极化天线、移相单元、λ0/4阻抗变换器；所述双线极化天线的馈电网络包括垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)，移相单元包括移相单元i、ii，λ0/4阻抗变换器特征阻抗为z0/√2；其中，所述垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0，移相单元i包括开关s1与s'1、移相线(0
°
/90
°
)，移相单元ii包括开关(s2与s'2)、移相线(0
°
/90
°
)；s1与s'1，s2与s'2组合工作模式下，可满足垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)激励信号的相位可调，进而实现一种极化可调天线。2.根据权利要求1所述的一种极化可调天线，其特征在于，双线极化天线的垂直极化端口(vp)与水平极化端口(hp)输入阻抗为z0(50ω)；双线极化天线的垂直极化(vp)端口与水平极化(hp)端口串联移相单元i、ii输出端口，移相单元i、ii输入端口并联后，端接λ0/4阻抗变换器(特征阻抗为z0/√2)进行阻抗匹配。3.根据权利要求1所述的一种极化可调天线，其特征在于，若移相单元i、ii在开关控制下，实现相同移相量；若移相单元i在开关控制下，实现90
°
移相量，同时，移相单元ii在开关控制下，实现0
°
移相量，可满足左手圆极化天线；若移相单元i在开关控制下，实现0
°
移相量，同时，移相单元ii在开关控制下，实现90
°
移相量，可满足右手圆极化天线。

技术总结
本发明公开一种极化可调天线，包括双线极化天线、移相单元、λ0/4阻抗变换器。所述双线极化天线的馈电网络包括垂直极化端口(VP)与水平极化端口(HP)，移相单元包括移相单元I、II，λ0/4阻抗变换器特征阻抗为Z0/√2。所述垂直极化端口(VP)与水平极化端口(HP)输入阻抗为Z0，移相单元I包括开关(S1与S'1)、移相线(0


技术研发人员：张浩 魏猛 罗世洋
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.09.06
技术公布日：2022/11/22