用于無線局域網(wǎng)的軸向模螺旋天線設(shè)計(jì)
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式(5)即為輻射軸向模所要求的圈長(zhǎng)與節(jié)距的關(guān)系，其中m為能使軸向輻射為最大傳輸模的階數(shù)。當(dāng)m=1時(shí)引入螺旋升角α的得到相對(duì)相速：
p=1／[sinα+(cosα／Cλ)] (6)
如果使用增強(qiáng)定向性端射陣的Hansen＆Woodyard條件來配置點(diǎn)源相位，則式(4)變?yōu)椋?br /> φ=-(2πm+π／n) (7)
相對(duì)相速p變?yōu)椋?br />
John D．Kraus通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了3／4Cλ4／3時(shí)螺旋的相對(duì)相速與式(6)，式(8)吻合較好，即滿足軸向輻射相對(duì)相速條件，其中與式(8)計(jì)算值更為接近。單圈螺旋天線方向圖近似為cosθ，利用單圈螺旋替代點(diǎn)源得到單繞軸向模螺旋天線歸一化方向圖為：
對(duì)于3／4Cλ4／3，12°螺旋升角α15°和n>3單繞軸向模螺旋天線，John D．Kraus通過大量實(shí)驗(yàn)和研究得到了一些經(jīng)驗(yàn)公式，后來經(jīng)過H．E．King和J．L．Wong修正，得到半功率波束寬度HP、增益G、阻抗R和軸比AR，如下：
1．2 軸向模螺旋天線設(shè)計(jì)
局域網(wǎng)通信天線設(shè)計(jì)要求：S11帶寬大于100 MHz，增益大于10 dB，半功率波束寬度小于30°，波束內(nèi)圓極化軸比小于-3 dB。繞制螺旋的導(dǎo)體直徑取值范圍從0．005λ或更小直至0．05λ或更大。5 GHz對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為60 mm，從而d的范圍為0．3 mmd3 mm。設(shè)計(jì)天線d為2 mm。增大螺旋圈數(shù)n，天線軸比將變小、波束變窄且增益提高，n暫取為6。軸向模螺旋要求3／4Cλ4／3，螺旋升角范圍α為2°～25°，但最佳范圍為12°～14°。從而計(jì)算出螺旋直徑D范圍：14．3 mmD25．5 mm，螺旋節(jié)距S范圍為：9．6 mmS19．9 mm。設(shè)計(jì)天線D和S分別為18 mm，15 mm。接地板要求邊長(zhǎng)或直徑至少為3λ／4的圓形或方形平板，而根據(jù)文獻(xiàn)結(jié)論接地板直徑宜取為1．2λ。本文使用圓形平板作為地板，半徑設(shè)計(jì)為36 mm。使用同軸線對(duì)天線饋電。在此基礎(chǔ)上利用電磁軟件HFSS對(duì)該結(jié)構(gòu)天線仿真計(jì)算，并對(duì)各尺寸進(jìn)行細(xì)致優(yōu)化，以協(xié)調(diào)各個(gè)指標(biāo)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。天線模型圖如圖2所示。尺寸相仿加繞寄生螺旋天線及錐形加繞寄生螺旋天線分別如圖3，圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/154789.htm
評(píng)論