液晶嵌入電調諧頻率可重構雙頻天線設計

歐仁俠 ,呂世杰 ,尤明慧

(1.吉林醫藥學院 生物醫學工程學院,吉林 吉林 132013;2.吉林農業大學 信息技術學院,吉林 長春 130018)

隨著無線通信技術的日趨成熟,無線通信設備朝著超寬帶、高數據容量、多功能等特性[1-2]發展,同時也增加了天線的數量和系統的設計制造成本。多天線容易產生干擾,降低通信效率和質量,可重構天線應運而生。可重構天線具備帶寬、頻率、輻射方向、極化方式等電性能參數可控的特性,可以根據不同的設備需求自動進行調控,使一個通信設備具備多種通信功能[3-5],已經成為目前研究的焦點。液晶材料具備電調諧特性,外加偏置電壓可以使液晶材料的介電常數連續變化,在天線設計中使用液晶材料可以實現天線的可重構特性,拓展了可重構天線的研究方法,從而實現頻率連續調諧的目的,工作頻率可以從微波段調諧到光波段[6-8]。傳統的頻率可調諧天線主要是采取各種方法優化天線的組成或結構,從而實現改變天線電結構的目的。基于液晶材料的頻率可調諧天線通過將液晶材料填充到夾層中,外加偏置電壓調諧天線夾層的介電常數,從而引起天線電參數的變化,實現頻率重構。文獻[9]研究了液晶襯底上矩形微帶貼片天線諧振頻率和輻射模式的理論模型,基于液晶負載腔的模式匹配求解,驗證了液晶襯底上貼片天線的調諧機制取決于偏置電壓的強度。文獻[10]利用一種新型液晶混合物GT3-23001 的各向異性特性,設計了一種采用液晶技術的電調諧微波圓極化交叉縫隙貼片天線,通過外部電指令控制頻率響應的重新配置,滿足15.83%的連續頻率調諧,帶寬約為467.92 MHz(19.5%),但其頻率調諧能力有限。……