可重構(gòu)天線一直是目前天線研究的熱門領(lǐng)域。可重構(gòu)天線尤其是運(yùn)用到無線通信領(lǐng)域當(dāng)中時(shí)，可以改變波束方向、精準(zhǔn)定位通信用戶或是提高信號質(zhì)量減少干擾源，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。我們在文章中會(huì)介紹到一種微帶貼片天線，其體積小，重量輕，剖面低，可以與載體共形，且制造簡單成本低。將微帶貼片與八木天線相結(jié)合，就可以構(gòu)成微帶矩形貼片八木天線和微帶振子天線。
當(dāng)然，我們希望追求的一種效果是：能夠運(yùn)用槽結(jié)構(gòu)更簡單、開關(guān)數(shù)量更少來形成可重構(gòu)天線。天線的結(jié)構(gòu)如圖1所示，三角形貼片的可重構(gòu)八木天線的陣元由三個(gè)三角形貼片順向放置在同一條直線上構(gòu)成。中間稍大一些的三角形貼片作為激勵(lì)元，通過同軸探針饋電，兩個(gè)相同但尺寸較小的三角形貼片分別放置在兩側(cè)，作為寄生元。在兩個(gè)寄生元貼片上的相同位置都蝕刻了一個(gè)矩形縫隙，并在矩形縫隙的中間安裝了一個(gè)開關(guān)?？梢酝ㄟ^改變開關(guān)的狀態(tài)來改變寄生貼片上表面電流的分布，最終實(shí)現(xiàn)天線輻射方向圖的重構(gòu)。天線的介質(zhì)基片的尺寸為34×17mm，介質(zhì)板的厚度取0.76mm，相對介電常數(shù)為2.94。三角形貼片的邊長分別為10mm和8mm，寄生貼片上所蝕刻的矩形縫隙的尺寸為5.0×0.4mm，開關(guān)的尺寸為0.4×0.4mm，矩形縫隙與三角形頂點(diǎn)之間的距離b=4.9647mm。在三角形的寄生貼片上蝕刻一個(gè)矩形槽縫，可以起到切割貼片上的表面電流，進(jìn)而改變貼片的表面電容和電感，使寄生貼片在輻射過程中起到不同的作用。經(jīng)HFSS仿真表明，在這個(gè)天線中，當(dāng)寄生貼片上的開關(guān)斷開時(shí)，寄生貼片作為引向器，可以令天線的波束輻射方向朝寄生貼片所在的方向偏轉(zhuǎn)，我們稱此時(shí)寄生貼片的狀態(tài)為D;當(dāng)寄生貼片上的開關(guān)閉合時(shí)，寄生貼片對于天線的輻射波束方向幾乎沒有影響，我們稱此時(shí)寄生貼片的狀態(tài)為N，所以此天線至少有著三種模式，模式DN,ND和NN。模式DN就是指左邊寄生貼片上的開關(guān)斷開，作為引向器，而右邊寄生貼片上的開關(guān)閉合，天線的方向圖向左邊(Y軸負(fù)向)偏轉(zhuǎn);模式ND與模式DN相反，指右邊寄生貼片上的開關(guān)斷開，作為引向器，而左邊寄生貼片上的開關(guān)閉合，天線的方向圖向右邊(Y軸正向)偏轉(zhuǎn);模式NN是指左右兩邊的寄生貼片上的開關(guān)都閉合，此時(shí)天線的波束方向是向貼片正上方輻射的。
(a)天線的整體結(jié)構(gòu)
(b)天線寄生元的具體結(jié)構(gòu)
圖1 天線的結(jié)構(gòu)圖
下面我們來看一下剛剛完成的仿真結(jié)果，我們可以看清其中的詳細(xì)過程，圖2是在這三種模式下的|S11|參數(shù)曲線。通過圖2可以發(fā)現(xiàn)，在這三種模式下天線的諧振頻率都在10.9GHz附近。當(dāng)|S11|小于-10dB時(shí)，三種模式的公共頻帶從10.74GHz到11.0GHz,相對帶寬約為2.4%。在使用HFSS軟件進(jìn)行仿真模擬時(shí)，為了仿真方便，并沒有采用真實(shí)的開關(guān)模型，而是使用了理想的金屬貼片來代替開關(guān)，在矩形縫隙中間增加金屬貼片表示開關(guān)閉合，沒有金屬貼片則表示開關(guān)斷開。
