摘要：提出了一种可用于手持移动终端的可重构天线的设计方法。该天线安装有两个RF-PIN开关，可通过一个直流控制电路控制开关的状态，以使天线的极化方式和辐射方向图发生变化，从而实现极化可重构和方向图可重构。该天线结构紧凑，易于与电路板集成在一起，在移动终端中有良好的应用价值。

　　O 引言

　　目前，各种通信系统发展的重要方向之一是大容量、多功能、超宽带。通过提高系统容量、增加系统功能、扩展系统带宽，一方面可以满足日益膨胀的实际需求，另一方面也可以降低系统成本。而天线作为各种无线通信系统的前端，其性能对于通信系统整体功能具有重要的影响，因此也相应的对其提出了诸如多频、宽带、小型化等要求。随着无线通信系统的日益复杂化，单一的传统天线已经不能满足要求。而多天线设计虽然可以满足新一代无线通信系统对天线的高要求，但是，天线数目的增多，会使设备成本、天线的空间布局等问题凸显出来。特别是在手持移动设备上，由于空间有限，使得多天线的设计异常困难。在这种情况下，可重构天线就具有非常明显的优势。它可在不改变天线的尺寸和结构的情况下在天线的方向图、工作频率、极化特性等方面实现重构，从而使一个天线能够实现多个天线的功能，适应移动终端不同的应用环境和要求。

　　在天线的方向图可重构方面，目前的研究主要集中在采用八木形式的结构上。即通过开关控制来改变反射器或引向器的有效谐振长度，从而实现反射或者引向作用，使天线的辐射方向发生变化。但是，这种方式需要多个天线。故在手持终端有限的空间下，采用这种方式有很大的困难。另外，在天线极化方式可重构方面，研究的重点也是单贴片的天线，即通过在天线上开槽或者采用多条馈线，并在不同位置安装开关来改变开关的状态从而实现极化方式的变化，但是，这种天线的面积较大，同时采用多条馈线的结构太复杂，都不适用于实际的移动设备。

　　本文提出了一种用于手持移动设备的可重构天线．该天线在适当位置安装了RF-PIN开关，可通过直流控制电路控制开关的通断，以使天线以两种正交的线极化方式工作，同时也使天线的方向图发生变化，从而实现极化方式和方向图的重构。该天线结构紧凑，面积小，易于制造，并具有在同一终端安装多个天线来实现MIMO(多输入多输出系统)的潜力，故在移动终端中有良好的应用价值。

　　1 天线结构与设计

　　天线可以与手持设备电路板集成在一起，安装在电路板的左上角，其结构和RF-PIN开关控制电路示意图如图1所示。

　　通常的天线版图位于介质基片的底面，控制电路位于基片的顶面，图l中的D1、D2为两个RF-PIN开关；Cl、C2为旁路电容，对高频信号短路；L1、L2为电感，对高频信号开路。二极管和电容通过通孔与底面的天线连接。该天线基片采用厚度为0．8 mm，介电常数为4．4的FR4材料。水平与垂直的两个微带结构通过RF-PIN开关与电路板地相连，中间的微带为馈线，并通过同轴电缆直接馈电。微带天线的谐振频率主要取决于微带线的长度，在一般情况下，在介电常数为εeff的基片上，微带线的波导波长约为：

　　由于两种工作状态下，天线的接地端不同，因此，天线的有效辐射部分也有所不同。当处于X模式时，天线结构中垂直部分的微带线接地，因此，天线的辐射部分应该为水平部分的微带，天线也相应工作在水平极化方式。图3所示为天线在2．44 GHz时的射频电流分布图。