一种基于多铁性材料的重构天线的制作方法

本发明涉及一种天线，特别涉及一种基于多铁性材料的重构天线。

背景技术：

随着通讯科学的发展，通讯设备也得到了越来越高程度的普及，而由于各类通讯设备生产规模化、使用普适化与多功能化的要求，通讯设备须要求其天线覆盖到多个工作频段。以往解决这个问题的办法是配置多个天线单元，根据通讯设备对天线工作频段的要求，选择合适的天线单元，或者是增加天线辐射体单元与对应天线辐射体单元的开关，利用开关选择辐射体单元从而改变天线的工作频段。

而随着通讯技术的不断发展，尤其是5g技术的即将到来，通讯设施当中留给天线的位置愈发狭小，尤其是对于移动通讯设备来说，便携化、轻薄化的要求也进一步要求减小信号收发系统的体积。

这就需要有新的方法来解决上述问题。因此很多天线便利用了类似于晶体管的结构来作为开关单元，并且独立于天线辐射体之外而仅仅作为某一辐射单元的开关来对天线进行重构操作。这样的普通晶体管结构体积较大，且不易于制作，功耗大，开关速度慢，已渐渐不能满足当今通讯设备的要求。

公开号cn105576338a的发明申请公开了一种调整天线辐射体工作频率的方法，包括：a：移动终端获取基站发出的网络信号，确定移动终端的工作制式和工作频率，移动终端包括天线辐射体和天线辐射体的支架；b：根据移动终端的工作制式和工作频率，改变支架的介电常数，使得天线辐射体的中心工作频率与移动终端的工作频率保持一致。支架的材料包括量子顺电体和/或多铁性材料，施加电场、磁场或力改变支架的介电常数，从而改变天线辐射体的工作频率，实现调整天线辐射体的工作制式和工作频率，使得移动终端可以根据需要的工作制式和工作频率，进行天线辐射体的工作频率调整，可支撑的需要的频率范围。对应的，该发明还提供了可调整天线辐射体工作频率的移动终端。

上述对比文件中的天线通过改变支架的介电常数来改变天线的工作频率，虽比传统方法更有效，但本质上仍然是天线与开关独立，且无法有效缩小天线整体的体积，存在体积较大、耗能高、开关速度慢的问题。

技术实现要素：

针对现有技术体积较大、耗能高、开关速度慢的问题，本发明提供了一种基于多铁性材料的重构天线，采用体积微小的多铁异质结作为频率调节部，并将其嵌入到天线中与辐射体连接，不额外占用其他空间，既可以满足多频段的要求，也可以有效缩小整个天线的体积，具有调频范围广，可靠性高，体积小，耗能低，开关速度快的特点。

以下是本发明的技术方案。

一种基于多铁性材料的重构天线，包括基板、辐射体及馈电线，还包括多铁异质结及控制电极，所述多铁异质结与辐射体分段连接组成辐射线，多铁异质结连接所述控制电极，所述辐射线布置于基板，辐射线的一端连接所述馈电线，馈电线及控制电极连接外部控制端。本发明在其特定的部位采用了多铁异质结，通过给多铁异质结施加适当的电场信号即可以使得多铁异质结实现由导体到绝缘体的特性转变，即达到了开关状态的实现。这样通过开关状态的转变实现了天线特定部位的导通与关断，便从实际工作效果上改变了天线辐射体的分布。通过上述的改变，可以实现对天线进行不同的工作频段的选择。这样通过将多铁异质结作为开关，并将其嵌入到天线辐射体中与辐射体一体化集成为一个整体，利用电场信号进行开关控制，不仅可以将开关小型化，不占用额外空间，减小整体天线系统的体积，还可以极其方便地利用电场信号实现多个工作频段的开关与各频段之间的切换。并且本开关以电信号进行控制，无任何机械动作，响应迅速。

作为优选，所述辐射线中，多铁异质结及辐射体枝节的数量大于等于一。辐射体及多铁异质结相互组合成类似竹节的结构，通过控制多铁异质结的导通与否来调整辐射体在实际工作时的排线分布，实现多种频段的快速切换。

作为优选，所述辐射线以弯曲条形布设在基板表面。由于一般安装空间的单方向长度有限，因此为了增加辐射线的整体长度，提高天线的调频范围，采用了弯曲条形的布设方式，充分利用空间，缩小所需体积。

作为优选，所述辐射线中每段辐射体的弯曲形状不同。不同的形状具有不同的频率特性，因此这样做可以提高频率调节能力。

作为优选，所述辐射线中每段辐射体的长度不同。不同的长度具有不同的频率特性，这样做可提高频率调节能力。

作为优选，所述辐射线的数量大于等于一，所述馈电线连接每条辐射线的一端。多根辐射线可以增强信号接收能力，同时提高可靠性。

作为优选，所述辐射线以螺旋曲线形布设在基板上。该形状为一种可选的特殊图案。

作为优选，所述辐射体为导电金属材料。该材料为制作辐射体最可靠的材料。

作为优选，所述基板为高分子柔性基板。除了一般的基板外，高分子柔性基板作为一种优选，可使整个天线具有广的适用范围。

作为优选，所述基板为聚酰亚胺塑料制成的基板。聚酰亚胺塑料是一种成熟的高分子柔性材料。

本发明采用体积微小的多铁异质结作为频率调节部，并将其嵌入到天线中与辐射体连接，不额外占用其他空间，既可以满足多频段的要求，也可以有效缩小整个天线系统的体积，具有调频范围广，可靠性高，体积小，耗能低，开关速度快的特点。

附图说明

图1为本发明一种实施例的示意图；

图2为本发明另一种实施例的示意图；

图3为本发明中多铁异质结的示意图；

图中：1-基板、2-辐射体、3-馈电线、4-多铁异质结、5-外部控制端、6-顶电极、7-底电极。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本技术方案作进一步阐述。

实施例1：如图1所示为一种基于多铁性材料的重构天线，包括基板1、辐射体2及馈电线3，还包括多铁异质结4及控制电极，所述多铁异质结4与辐射体2分段连接组成辐射线，多铁异质结4连接所述控制电极，所述辐射线布置于基板1，辐射线的一端连接所述馈电线3，馈电线3及控制电极连接外部控制端。本实施例的基板1为扁平长方体。

本实施例中共有一根辐射线，该辐射线中，多铁异质结4的数量为三个，辐射体2枝节的数量为四段。辐射体2及多铁异质结4相互组合成类似竹节的结构，通过控制多铁异质结4的导通与否来调整辐射体2在实际工作时的排线分布，实现多种频段的快速切换。

本实施例中，所述辐射线以弯曲条形布设在基板1表面。由于一般安装空间的单方向长度有限，因此为了增加辐射线的整体长度，提高天线的调频范围，采用了弯曲条形的布设方式，充分利用空间，缩小所需体积。

本实施例中，所述辐射线中每段辐射体2的弯曲形状不同。不同的形状具有不同的频率特性，因此这样做可以提高频率调节能力。

本实施例中，所述辐射线中每段辐射体2的长度不同。不同的长度具有不同的频率特性，这样做可提高频率调节能力。

本实施例中，所述辐射体2为导电金属材料。该材料为制作辐射体2最可靠的材料。

本实施例中，所述基板1为聚酰亚胺塑料制成的高分子柔性基板1。高分子柔性基板1可使整个天线具有广的适用范围，而聚酰亚胺塑料是一种成熟的高分子柔性材料。

实施例2：如图2所示为另一种基于多铁性材料的重构天线，本实施例中包含三根辐射线，辐射线的形状及长度均一致，每根辐射线设有一个多铁异质结4及两段辐射体2，同一辐射线中的两段辐射体2长度及形状不同，辐射线的一端通过馈电线3连接，本实施例其他特征与上述实施例1一致。

另外如图3所示为多铁异质结4的示意图，铁电材料在下，铁磁材料在上，两种材料一体成型，所述控制电极包括铁磁材料上表面的顶电极6以及铁电材料下表面的底电极7，两个电极通过导线连接到外部控制端5。通过给多铁异质结4的控制电极施加适当的电场信号即可以使得多铁异质结4实现由导体到绝缘体的特性转变，即达到了开关状态的实现。这样通过开关状态的转变实现了天线特定部位的导通与关断，便从实际工作效果上改变了天线辐射体2的分布。通过上述的改变，可以实现对天线进行不同的工作频段的选择。

通过将多铁异质结4作为开关，并将其嵌入到天线辐射体2中与辐射体2一体化集成为一个整体，利用电场信号进行开关控制，不仅可以将开关小型化，不占用额外空间，减小整体天线系统的体积，还可以极其方便地利用电场信号实现多个工作频段的开关与各频段之间的切换。并且本开关以电信号进行控制，无任何机械动作，响应迅速。

上述实施例调频范围广，可靠性高，体积小，耗能低，开关速度快。

应当说明的是，该具体实施例仅用于对技术方案的进一步阐述，不用于限定该技术方案的范围，任何基于此技术方案的修改、等同替换和改进等都应视为在本发明的保护范围内。