手持移動(dòng)終端的可重構天線(xiàn)設計

從圖3可以看出，射頻電流主要集中在天線(xiàn)水平方向的微帶線(xiàn)上(這印證了前面的分析)。但同時(shí)，在中間部分的微帶以及天線(xiàn)其他部分也存在射頻電流，因此，天線(xiàn)仍會(huì )輻射部分垂直極化波。圖4所示為天線(xiàn)的兩種極化波在XY及YZ平面的方向圖。

圖4中，Theta表示水平極化方波，Phi表示垂直極化波，從圖中可以看出，在XY平面上，水平極化波的平均增益比垂直極化波高35 dB以上，而在YZ平面上，水平極化波具有良好的全向性，且平均增益比垂直極化波高約10 dB，因此可以判斷，水平極化波能量遠大于垂直極化波能量，天線(xiàn)工作在水平極化方式下。

圖4 天線(xiàn)在模式X下的兩種極化波在XY和YZ平面的方向圖

當處于Y模式下時(shí)，天線(xiàn)結構中水平部分的微帶線(xiàn)接地，因此，垂直部分的微帶線(xiàn)是天線(xiàn)的有效輻射體，此時(shí)天線(xiàn)也相應工作在垂直極化方式下。圖3(b)所示為模式Y下天線(xiàn)在2．4 GHz的射頻電流分布圖，從圖中可以看出，此時(shí)的射頻電流主要集中在天線(xiàn)垂直方向的微帶線(xiàn)上，天線(xiàn)此時(shí)工作在垂直極化方式下。圖5所示為該模式下天線(xiàn)兩種極化波在XY和YZ平面的方向圖。

從圖5中可以看出，在XY平面上，垂直極化波的最大增益比水平極化波高37 dBi，同時(shí)在YZ平面上，垂直極化波也有良好的全向性。其最大增益比水平極化波高12 dB，說(shuō)明在該模式下，天線(xiàn)可良好地輻射垂直極化波，而交叉極化分量很低。

圖5 天線(xiàn)在模式Y下的兩種極化波在XY和YZ平面的方向圖

事實(shí)上，在兩種工作模式下，天線(xiàn)的總體方向圖會(huì )發(fā)生顯著(zhù)變化。在YZ和XZ兩個(gè)平面上。天線(xiàn)方向圖具有良好的全向性，能盡可能的接受各個(gè)方向的來(lái)波信號；而在XY平面上，天線(xiàn)在兩種狀態(tài)下的方向圖顯著(zhù)不同，最大輻射方向會(huì )發(fā)生明顯改變，并且在這個(gè)輻射平面上可以實(shí)現良好的互補。故在實(shí)際應用中，應根據信號波的方向和強度的不同，來(lái)實(shí)時(shí)改變天線(xiàn)狀態(tài)，調整方向圖的最大輻射方向，以有效地提高天線(xiàn)信號的信噪比，提高通信速率和系統容量。

3 結束語(yǔ)

本文提出了一種用于手持移動(dòng)設備的可重構天線(xiàn)的設計方法，該天線(xiàn)安裝了兩個(gè)RF-PIN開(kāi)關(guān)，可通過(guò)一個(gè)直流控制電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)的通斷，以使天線(xiàn)工作在垂直極化或水平極化方式，同時(shí)也使天線(xiàn)方向圖發(fā)生變化，從而實(shí)現極化方式和方向圖的同時(shí)重構。仿真結果表明，在兩種狀態(tài)下，該天線(xiàn)的-10 dB帶寬均可達到240 MHz。而且通過(guò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換，還可以使天線(xiàn)在水平和垂直線(xiàn)極化方式之間切換，并使天線(xiàn)輻射方向圖的主瓣方向也偏轉150°。該天線(xiàn)結構緊湊，面積小，易于制造，可用于移動(dòng)終端的多天線(xiàn)系統，因此在移動(dòng)通信系統中有良好的應用價(jià)值。