1 引言

為順應(yīng)現(xiàn)代通信、雷達(dá)、定位、電子對(duì)抗等領(lǐng)域?qū)μ炀€小型化的迫切需求，使天線與設(shè)備大小協(xié)調(diào)，小型化高性能微帶天線的研究和開發(fā)日益成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。很多小型化、高增益、寬帶寬的微帶天已被提出。其中，在貼片表面加載槽縫的微帶天線以其簡(jiǎn)單易行以及形式變化多樣倍受研究者的青睞。當(dāng)在貼片表面開不同形式的槽或細(xì)縫時(shí),切斷了原先的表面電流路徑,使電流繞槽邊曲折流過(guò)而路徑變長(zhǎng),在天線等效電路中相當(dāng)于引入了級(jí)聯(lián)電感。由于槽很窄,它可模擬為在貼片中插入一無(wú)限薄的橫向磁壁。從而加大了天線有效輻射部分的相對(duì)電尺寸。

但是縫隙的尺寸（長(zhǎng)、寬）和加載位置對(duì)天線性能的影響是十分復(fù)雜的。一般來(lái)說(shuō)，縫隙越長(zhǎng)或越寬可使諧振頻率點(diǎn)越低，即貼片尺寸就越小。而與此同時(shí)，天線的其他性能也受到影響，這主要體現(xiàn)在帶寬變窄、增益降低、阻抗與圓極化性能調(diào)諧困難等，需要折衷協(xié)調(diào)，或附加其他改進(jìn)辦法。

2 天線設(shè)計(jì)與數(shù)值結(jié)果

天線結(jié)構(gòu)如圖1所示，在貼片周邊開四個(gè)長(zhǎng)度相等的槽，中心槽則為獲得圓極化而設(shè)^[2]。采用正方形貼片和介質(zhì)基片，介質(zhì)介電常數(shù)為9.9，邊長(zhǎng)35mm，用同軸線饋電于貼片對(duì)角線上。這里采用CST Microwave Studio軟件對(duì)該天線進(jìn)行三維全波分析。從數(shù)值結(jié)果可看出，貼片邊長(zhǎng)L(12.7mm)與縫寬W_s (1mm)不變，隨著槽長(zhǎng)L_s由4mm增加到8mm，天線的諧振頻率降低了10.6%。增益由2.5dB下降至2.4dB，3dB波瓣寬度由180°逐漸減小為112°，軸比小于3dB。見表1與圖2。

(a)俯視圖 (b)側(cè)視圖

圖1 圓極化縫隙加載微帶天線仿真模型

表1 槽長(zhǎng)對(duì)天線輻射的影響

(a)不同縫長(zhǎng)的回波損耗比

(b) 不同縫長(zhǎng)的增益比較

圖2 不同縫隙長(zhǎng)度的天線仿真結(jié)果