手持移动终端的可重构天线设计

从图3可以看出，射频电流主要集中在天线水平方向的微带线上(这印证了前面的分析)。但同时，在中间部分的微带以及天线其他部分也存在射频电流，因此，天线仍会辐射部分垂直极化波。图4所示为天线的两种极化波在XY及YZ平面的方向图。

图4中，Theta表示水平极化方波，Phi表示垂直极化波，从图中可以看出，在XY平面上，水平极化波的平均增益比垂直极化波高35 dB以上，而在YZ平面上，水平极化波具有良好的全向性，且平均增益比垂直极化波高约10 dB，因此可以判断，水平极化波能量远大于垂直极化波能量，天线工作在水平极化方式下。

图4 天线在模式X下的两种极化波在XY和YZ平面的方向图

当处于Y模式下时，天线结构中水平部分的微带线接地，因此，垂直部分的微带线是天线的有效辐射体，此时天线也相应工作在垂直极化方式下。图3(b)所示为模式Y下天线在2．4 GHz的射频电流分布图，从图中可以看出，此时的射频电流主要集中在天线垂直方向的微带线上，天线此时工作在垂直极化方式下。图5所示为该模式下天线两种极化波在XY和YZ平面的方向图。

从图5中可以看出，在XY平面上，垂直极化波的最大增益比水平极化波高37 dBi，同时在YZ平面上，垂直极化波也有良好的全向性。其最大增益比水平极化波高12 dB，说明在该模式下，天线可良好地辐射垂直极化波，而交叉极化分量很低。

图5 天线在模式Y下的两种极化波在XY和YZ平面的方向图

事实上，在两种工作模式下，天线的总体方向图会发生显著变化。在YZ和XZ两个平面上。天线方向图具有良好的全向性，能尽可能的接受各个方向的来波信号；而在XY平面上，天线在两种状态下的方向图显著不同，最大辐射方向会发生明显改变，并且在这个辐射平面上可以实现良好的互补。故在实际应用中，应根据信号波的方向和强度的不同，来实时改变天线状态，调整方向图的最大辐射方向，以有效地提高天线信号的信噪比，提高通信速率和系统容量。

3 结束语

本文提出了一种用于手持移动设备的可重构天线的设计方法，该天线安装了两个RF-PIN开关，可通过一个直流控制电路来控制开关的通断，以使天线工作在垂直极化或水平极化方式，同时也使天线方向图发生变化，从而实现极化方式和方向图的同时重构。仿真结果表明，在两种状态下，该天线的-10 dB带宽均可达到240 MHz。而且通过开关状态的切换，还可以使天线在水平和垂直线极化方式之间切换，并使天线辐射方向图的主瓣方向也偏转150°。该天线结构紧凑，面积小，易于制造，可用于移动终端的多天线系统，因此在移动通信系统中有良好的应用价值。