可重构天线ppt课件.ppt

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1、可重构天线可重构天线目录可重构天线的原理可重构天线的设计方法可重构天线的分类可重构天线的发展趋势待解决问题可重构天线的关键技术可重构天线可重构天线星载合成孔径雷达无人机用合成孔径雷达可重构天线可重构天线天线需求一方面,需要使天线能够工作在多个频带,具有多种工作模式并具有良好的传输性能。另一方面,又要减轻天线的重量、减小天线体积并降低成本应用可重构天线主要应用在高频卫星通信系统,低频通信系统，电子情报，雷达（合成孔径雷达（SAR)),地面移动目标识别（GMTI)等诸多方面可重构天线发展史1983年,D.Schaubert首次使用了可重构天线的概念。1999年，美国国防高级研究

2、计划局（DARPA)制定了“ReconfigurableApertureProgram”(RECPA)计划。在这一计划的资助下，一些大学和实验室进行了初步研究，实现了一定程度上的可重构，证明了可重构天线的可行性。目前，国内这方面的研究也尚处于初步阶段可重构天线基本原理可重构天线作为一种新型的天线,之所以可以重构天线的参数、具有可切换的不同的工作模式,其本质也就是通过改变天线的结构进而改变天线的电流分布来实现的。可重构天线可重构天线设计的方法特别是FDTD,由于它具有建模容易、计算时间短、对电磁特性模拟精确等优点,因此在可重构天线的设计中有很大的应用价值可重构天线广泛使用时域

3、有限差分法(FDTD)有限元法(FEM)边界元法(BEM)矩量法(MoM)可重构天线的关键技术1.使用可变电容2.通过使用开关元件来切换选择天线的不同工作结构,改变天线的电流分布,从而实现天线多种工作模式的选择。3.硅光电开关、压电换能器(PET)、可调松紧度的螺旋结构可重构天线可重构天线的分类可重构天线方向图可重构天线极化可重构天线混合可重构天线频率可重构天线按照功能分类频率可重构天线重构天线工作频率的方法有：加载开关加载可变电抗元件改变天线机械结构改变天线的材料特性理想的频率可重构天线指的是保持天线其他特性不变，在一定频带范围内具有离散或连续可调特性这些方法都依据相同的

4、工作原理:改变天线的有效电长度从而使频率发生变化可重构天线频率可重构天线的设计方法可控缝隙可控短路结构改变天线辐射结构可重构天线可控缝隙可控缝隙法主要有2种:开关可控缝隙开关可控缝隙是在缝隙中加载开关来实现，因天线的频率与天线表面电流的有效电长度有关，所以通过开关控制电流的流向改变有效电长度，实现频率的可重构变容二极管可控缝隙.变容二极管可控缝隙是在缝隙中加载变容二极管来实现的，通过改变变容二极管的偏置电压使其容值发生改变.可重构天线上图所示的槽线矩形环频率可重构天线的工作原理是通过开关器件的通断状态来改变谐振长度的物理尺寸，从而实现天线频率的可调特性。图1.1（a）中外环

5、的周长确定了较低的频率，而图1.1（b）中内环的周长则确定较高的频率。通过仿真软件可得到两个工作频率分别为3.0GHz和8.3GHz。在这两个工作频率下，天线的辐射方向图比较接近开关可控缝隙可重构天线上图天线是通过开关器件改变了天线的电流路径，实现天线频率重构特性。天线辐射贴片上垂直天线工作模式方向开槽，以改变贴片上电流路径。槽的中央位置加载PIN开关二极管，当开关截止时，近似开路，电流路径如图1.3（b）所示，相对较长，此时天线谐振频率相对比较低；而当开关导通时，导通电阻很小，近似短路，电流路径如图1.3（c）所示，路径较短，此时对应的天线的工作频率相对比较高。可重构天线

6、变容二极管可控缝隙如图2.天线由一个填满聚四聚乙烯的背腔和带有缝隙的金属贴片组成，在缝隙中加载变容二极管.天线采用微带线馈电，微带馈线跨过缝隙通过探针与贴片连接，天线辐射特性S与偏置电压的关系如图2c).可以看出，随着偏置电压从0V变化到20V，频率在1GHz到1.9GHz连续变化，而天线的辐射方向图与极化方式都几乎没有改变，很好的达到了重构天线频率的目的..可重构天线可控短路结构在天线的适当位置加载可控短路结构能显著的改变天线的工作频率短路针短路壁加载短路结构可以改变天线电流的路径，进而改变天线的频率，实现频率可重构可重构天线短路结构一般为加载短路壁的频率可重构天线一个

7、频率可重构的单极圆形贴片天线，天线结构如图3a).天线由2个圆形贴片组成，顶面贴片通过电容藕合的方式与中间的贴片连接，中间的贴片与同轴馈电探针连接天线含有1对可控短路针和2对可控短路壁，控制短路结构的通断改变天线的电流路径，从而改变天线的工作频率，天线的工作方式如图3b).可以看出，通过控制合适的短路结构的通断，能重构出3个工作频段，实现4个通信频段的应用，而天线的方向图没有太大的改变.可重构天线改变天线辐射结构改变天线辐射结构主要是通过开关来改变天线的面积或者长度，进而改变天线电流路径和有效电长度，实则改变天线的