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专利号: 2022116796519
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,由至少一个天线阵列单元构成,所述天线阵列单元包括初始单元和受激触发单元:所述初始单元包括第一介质基板和第一表面结构,所述第一表面结构连接于第一介质基板的表面,所述第一表面结构包括第一船型单极子天线、第一开关晶体管、基极偏置网络和第一直流偏置网络,所述第一开关晶体管的集电极与第一船型单极子天线的臂连接,所述第一开关晶体管的发射极接第一船型单极子天线的地,所述第一开关晶体管的基极与基极偏置网络连接,所述第一直流偏置网络与第一船型单极子天线的臂连接;

所述受激触发单元包括第二介质基板和第二表面结构,所述第二表面结构连接于第二介质基板的表面,所述第二表面结构包括第二船型单极子天线、第二开关晶体管、第一电阻和第二直流偏置网络,所述第二开关晶体管的集电极与第二船型单极子天线的臂连接,所述第二开关晶体管的发射极接第二船型单极子天线的地,所述第二开关晶体管的基极与第一电阻连接,所述第一电阻的第二端与第二船型单极子天线的地相连,所述第二直流偏置网络与第二船型单极子天线的臂连接;

所述第一船型单极子天线的地和第二船型单极子天线的地都具有切角;

所述自振荡有源集成天线系统通过减小直流偏置电压的方式克服耦合电压的影响。

2.根据权利要求1所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,所述基极偏置网络包括第二电阻、第一电容和第三电阻,所述第二电阻的第一端与第一电容的第一端连接,第一电容的第二端、第三电阻的第一端和第一开关晶体管的基极相连,所述第二电阻的第二端和第三电阻的第二端分别与第一船型单极子天线的地相连。

3.根据权利要求2所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,所述第一直流偏置网络包括第一直流电压源和第四电阻,所述第一直流电压源与第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与第一船型单极子天线的臂连接。

4.根据权利要求3所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,所述第一开关晶体管包括雪崩晶体管,所述第二开关晶体管包括雪崩晶体管。

5.根据权利要求3所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于:

所述第一开关晶体管用于接收控制信号并控制第一船型单极子天线的臂和地的通断;

所述第一直流偏置网络用于在第一开关晶体管的集电极和发射极断开时为第一船型单极子天线充电。

6.根据权利要求3所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,所述初始单元的工作过程如下:初始状态下第一开关晶体管的集电极和发射极断开,第一船型单极子天线经由第一直流偏置网络被充电至高电压,第一开关晶体管处于临界击穿状态;

当控制信号输出高电平经由基极偏置网络触发第一开关晶体管使其连通集电极和发射极,第一船型单极子天线的臂和地之间的电荷以天线的频率谐振形成振荡电流并对外辐射电磁波;

辐射过程,第一船型单极子天线的臂和地之间的电势差逐渐降低,输出电压呈衰减趋势;

当控制信号输出低电平使第一开关晶体管断开集电极和发射极时,第一船型单极子天线进入充电状态,并等待控制信号的下一次触发,进入下一个工作周期。

7.根据权利要求6所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,提高第一直流电压源至大于第一开关晶体管的击穿电压,实现第一开关晶体管的周期性闭合和断开,周期性产生振荡电流并发射电磁波。

8.根据权利要求3所述一种小型化自振荡有源集成天线系统,其特征在于,所述受激触发单元的工作过程如下:初始状态下第二开关晶体管的集电极和发射极断开,第二船型单极子天线经由第二直流偏置网络被充电至高电压,第二开关晶体管处于临界击穿状态;

接收到初始单元辐射出的电磁波,第二船型单极子天线的臂上的电势升高,第二开关晶体管被击穿短路,触发第二船型单极子天线产生振荡电流并发射与入射波同相位的电磁波;

两个辐射波同相叠加,实现相干受激发射,并继续辐射至后方的受激触发单元中。