縫隙加載圓極化微帶天線特性研究
兩種天線的增益仿真結(jié)果見(jiàn)圖5,由圖可知,開(kāi)槽后天線的最大增益只降低了0.1dB,而3dB波瓣寬度由180°降為125°。
(a)普通切角 (b)直縫
圖4 開(kāi)槽微帶天線與普通切角天線的尺寸對(duì)比
(a)普通切角天線
(b)開(kāi)槽天線
圖5 兩種天線的增益仿真結(jié)果
圖6所示為另外三種縫隙微帶天線天線[3]。其介質(zhì)基片介電常數(shù)均為9.9,邊長(zhǎng)35mm。(a)天線貼片邊長(zhǎng)28.7mm,縫長(zhǎng)9mm,寬1.84mm,切角實(shí)現(xiàn)圓極化,仿真結(jié)果顯示與無(wú)縫貼片天線相比可減小貼片尺寸22%;(b)天線貼片長(zhǎng)26.5mm,寬25.1mm,縫寬1mm,可減小尺寸33%。(c)天線邊長(zhǎng)25.77mm,縫寬1.84mm,在縫的末端加有小切角使圓極化性能更易調(diào)諧。減小尺寸38%。圖6為三種天線的反射損耗仿真結(jié)果。其中,天線(b)(c)的槽縫位置對(duì)尺寸的減小很關(guān)鍵,槽應(yīng)加在使縫足夠長(zhǎng)又滿足輸入阻抗?jié)M足匹配要求的位置。
(a)斜縫 (b)T形縫 (c)L形縫
圖6 三種不同縫形微帶天線仿真模型
圖7 三種不同縫隙微帶天線回波損耗仿真結(jié)果比較
3 結(jié)論
隨槽的長(zhǎng)度增加,天線諧振頻率降低,對(duì)應(yīng)天線尺寸減小,但天線尺寸的過(guò)分縮減會(huì)引起性能的劣化,其中帶寬與增益尤為明顯。因此開(kāi)槽需在小型化與性能之間折衷考慮。普通材料的開(kāi)槽天線圓極化帶寬一般不足1%,導(dǎo)致諧振頻率和圓極化性能的調(diào)諧困難,實(shí)際應(yīng)用中需采取措施進(jìn)行頻帶擴(kuò)展。天線饋點(diǎn)由貼片邊緣至中心移動(dòng),對(duì)應(yīng)輸入電阻降低(近似函數(shù)關(guān)系),電抗變化很小,諧振頻率略有浮動(dòng)(1.2%)。縫寬對(duì)阻抗影響較大,一般不宜取值過(guò)大。雖然用于實(shí)現(xiàn)圓極化的中心槽尺寸不大,對(duì)天線頻率影響較小,但不同尺寸下的中心槽長(zhǎng)寬比例不好掌握,比較之下用切角更易獲得圓極化。利用切角或中心槽進(jìn)行模式簡(jiǎn)并,將切角或饋電點(diǎn)改向其對(duì)稱位置或?qū)⒅行牟坶L(zhǎng)寬對(duì)調(diào),可實(shí)現(xiàn)左或右旋圓極化。
評(píng)論