一种天线性能改善系统及改善方法

本发明涉及一种天线性能改善系统及改善方法，属于电子通信。

背景技术：

1、农业物联网中的网络层，即通过通信网络进行信息传输，作为纽带连接着感知层和应用层，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。然而中国农业物联网行业的发展受到了诸多限制，农业大数据获取时间跨度长，分布范围广，数量巨大，行业存在农业数据建设滞后、可用性差、数据标准缺失，数据不准确等问题，导致农业大数据在实际应用中存在诸多困难。

2、现有天线信号传输覆盖范围小，天线信号易受电磁干扰，导致系统庞杂，需要大量传感设备满足区域监测全覆盖。为弥补信号不准确的缺陷，需要大量空间滤波设备使信号纯净，一套完备的农业物联网系统需要较高的建设成本。这大大制约了农业物联网的发展。应用于农业物联网信息传输系统中的的现有的天线罩产品功能较少，主要的作用是对天线内部结构的保护。但天线和天线罩同时工作时，天线罩的存在对天线正常工作会产生一定的影响，比如影响天线的信号增益、方向性等，影响了信息传输的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种天线性能改善系统及改善方法，能够利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收，提高天线性能。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

2、第一方面，本发明提供了一种天线性能改善装置，包括：

3、上下布置的第一石英介质基板和第二石英介质基板；

4、所述第一石英介质基板和第二石英介质基板之间设有谐振器层，所述谐振器层包括：设于谐振器层中间的花型谐振器和设于花型谐振器左右两侧的工字型谐振器，两种谐振器产生的两种能量状态进行相消干涉实现群速度调控；

5、所述第一石英介质基板上层设有梯形截锥体谐振器，所述梯形截锥体谐振器由多层二氧化钒层和多层石英介质基板层叠连接构成；所述第二石英介质基板下层设有二氧化钒层；利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收。

6、结合第一方面，可选的，所述群速度调控使电磁信号的相位发生延迟，产生慢光效应，所述慢光效应产生的电磁信号的频率区间为0.402 thz到1.053 thz，最大群延迟为158ps。

7、结合第一方面，可选的，所述群速度调控中存在透射窗口，所述透射窗口的频率区间为0.402 thz到1.053 thz，所述透射窗口用于过滤频率区间外的电磁信号。

8、结合第一方面，可选的，所述利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收，包括：

9、温度小于68℃时，对0.402 thz到1.053 thz区间内的电磁信号进行透射，

10、温度大于等于68℃时，对0.346 thz到0.841 thz区间内的电磁信号进行吸收。

11、结合第一方面，可选的，所述谐振器层与第一石英介质基板、第二石英介质基板之间利用um级别的镀膜工艺固接。

12、结合第一方面，可选的，，所述um级别的镀膜工艺为化学反应沉积镀膜法。

13、结合第一方面，可选的，所述第一石英介质基板和第二石英介质基板的相对介电常数设置为3.793，损耗角正切值为0.0008，厚度为1μm。

14、结合第一方面，可选的，所述花型谐振器和工字型谐振器的材料为金，厚度为3μm。

15、第二方面，本发明提供了基于第一方面所述的一种天线性能改善方法，包括：

16、获取天线的工作状态为发送电磁信号或接受电磁信号；

17、根据获取到的工作状态，调节环境温度，利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收。

18、结合第二方面，可选的，在天线工作状态为接受电磁信号时，

19、入射电磁信号的电场分量激发谐振器层的花型谐振器和工字型谐振器，通过两种谐振器产生的两种能量状态进行相消干涉实现群速度调控，对电磁信号的相位进行调控，并产生慢光效应。

20、与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种天线性能改善系统及改善方法所达到的有益效果包括：

21、本发明上下布置的第一石英介质基板和第二石英介质基板；所述第一石英介质基板和第二石英介质基板之间设有谐振器层，所述谐振器层包括：设于谐振器层中间的花型谐振器和设于花型谐振器左右两侧的工字型谐振器，两种谐振器产生的两种能量状态进行相消干涉实现群速度调控；本发明应用群速度调控产生一段透射窗口，区间为0.402thz到1.053thz，能够滤掉非此频段的传输信号，具有很好的抗干扰性能，起到信号滤波器的作用；本发明通过谐振器层特殊拓扑结构设计，通过两种能量状态的破坏性干扰实现群速度调控技术，从而使信号产生慢光效应，能够应用于光通信和全光网络；

22、本发明所述第一石英介质基板上层设有梯形截锥体谐振器，所述梯形截锥体谐振器由多层二氧化钒层和多层石英介质基板层叠连接构成；所述第二石英介质基板下层设有二氧化钒层；利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收；本发明突破了传统天线性能改善系统的设计思路，引入相变温控材料二氧化钒，通过选择性透射或吸收固定频段的电磁信号，实现选频功能，能够使天线信号的发送与接收工作在不同频段，互不干扰；

23、本发明具有多功能，高性能，低损耗，能够保障了农业物联网信息传输过程的准确性。

技术特征：

1.一种天线性能改善装置，其特征在于，包括：上下布置的第一石英介质基板和第二石英介质基板；

2.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述群速度调控使电磁信号的相位发生延迟，产生慢光效应，所述慢光效应产生的电磁信号的频率区间为0.402 thz到1.053 thz，最大群延迟为158 ps。

3.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述群速度调控中存在透射窗口，所述透射窗口的频率区间为0.402 thz到1.053 thz，所述透射窗口用于过滤频率区间外的电磁信号。

4.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收，包括：

5.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述谐振器层与第一石英介质基板、第二石英介质基板之间利用um级别的镀膜工艺固接。

6.根据权利要求5所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述um级别的镀膜工艺为化学反应沉积镀膜法。

7.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述第一石英介质基板和第二石英介质基板的相对介电常数设置为3.793，损耗角正切值为0.0008，厚度为1μm。

8.根据权利要求1所述的天线性能改善装置，其特征在于，所述花型谐振器和工字型谐振器的材料为金，厚度为3μm。

9.基于权利要求1~8所述的一种天线性能改善方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的天线性能改善方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了一种天线性能改善系统及改善方法，一种天线性能改善系统包括：上下布置的第一石英介质基板和第二石英介质基板；第一石英介质基板和第二石英介质基板之间设有谐振器层，谐振器层包括：设于谐振器层中间的花型谐振器和设于花型谐振器左右两侧的工字型谐振器，两种谐振器产生的两种能量状态进行相消干涉实现群速度调控；第一石英介质基板上层设有梯形截锥体谐振器，梯形截锥体谐振器由多层二氧化钒层和多层石英介质基板层叠连接构成；第二石英介质基板下层设有二氧化钒层。本发明能够利用二氧化钒的相变特性对不同频段的电磁信号进行透射或吸收，提高天线性能。

技术研发人员：朱迪迪,李思莹,傅梵琦,何丰蔓,章海锋
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14