一種新型S波段寬帶圓形貼片天線的設(shè)計

與傳統(tǒng)探針直接饋電不同，本天線在探針頂部加載了一個小的圓形金屬貼片對上層的輻射貼片進行耦合饋電，電容片的半徑為R，位置處于兩層介質(zhì)的交界面上。頂層的輻射貼片并沒有采用普通的圓形貼片，而是在其適當?shù)奈恢瞄_了一個圓弧形槽。輻射貼片的半徑為R_out，圓弧槽的外半徑為R_slot，寬度為d_slot，兩端口之間的距離為W，饋電同軸探針距離貼片圓心的水平距離為feed。
2 微帶天線的理論分析
圓形微帶天線的諧振頻率可近似用下式表示：

式中：a為圓形貼片的半徑；εr為介質(zhì)的有效介電常數(shù)。
通常情況下，對于同軸探針饋電的微帶貼片天線，介質(zhì)層厚度的增加會導致由探針引起的電感增大，從而惡化天線饋電點的輸入阻抗，可對探針引起的電感進行補償。微帶天線的輸入阻抗和饋電探針的電感可以表示為：

式中：XL為探針引出的電感；η和k分別是特性阻抗和介質(zhì)中的波數(shù)；d為探針的直徑。為了補償電感，在探針頂部串聯(lián)一個電容，并使其滿足諧振條件：

這樣就可以有效地優(yōu)化天線饋電點處的阻抗，展寬其阻抗帶寬。
在輻射貼片上開縫可以在很大程度上影響天線的諧振特性，如果縫隙的諧振頻率與貼片的諧振頻率相差不遠的話，天線的阻抗帶寬則很有可能被展寬，常見的矩形貼片加載U形槽的形式就可以極大地展寬天線帶寬。本天線采用圓形貼片加載圓弧縫隙，也可以實現(xiàn)這一點，下文將會具體分析到電容貼片和縫隙對天線諧振特性的影響。