一種S波段寬帶微帶貼片天線陣列的設(shè)計(jì)
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第一級(jí)阻抗變換段長(zhǎng)度為16 mm，微帶線寬度為2．4 mm；第二級(jí)阻抗變換段長(zhǎng)度為15 mm，微帶線寬度為0．89 mm。圖6為該微帶T型功分器的反射系數(shù)曲線圖，可以看出采用了兩級(jí)阻抗變換段的微帶T型功分器在較寬的工作頻帶內(nèi)保持了較小的反射系數(shù)。研究表明：當(dāng)d／λ0(d為陣元之間的間距，λ0為中心頻率點(diǎn)的波長(zhǎng))取0．7～0．8時(shí)，增益和方向系數(shù)達(dá)到最佳。文中天線陣元之間的間距取84 mm，約0．7λ0。此外，設(shè)計(jì)中饋線轉(zhuǎn)彎處均采用45°彎角，并充分考慮了饋電網(wǎng)絡(luò)中不必要的輻射和損耗對(duì)天線增益帶來(lái)的影響。
基于以上設(shè)計(jì)，利用電磁仿真軟件CST對(duì)該天線陣列進(jìn)行了仿真和優(yōu)化。
圖7給出了陣列端口的駐波比。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159513.htm
圖8給出了中心頻率點(diǎn)處陣列的實(shí)際增益方向圖。
圖9給出了交叉極化電平隨頻率變化曲線。
以上仿真結(jié)果表明：該天線陣實(shí)際增益達(dá)到11．9 dB；在2．27～2．78 GHz頻率范圍內(nèi)VSWR小于2，相對(duì)帶寬為20．4％；在此頻率范圍內(nèi)E面交叉極化電平小于-27 dB，H面交叉極化電平小于-26 dB；在中心頻率點(diǎn)處E面交叉極化電平為-31 dB，H面交叉極化電平小于-29 dB。由此可見(jiàn)，該天線陣列具有寬頻帶、低交叉極化等優(yōu)良性能。
3 結(jié)論
微帶天線的主要缺點(diǎn)是頻帶較窄，獲得較寬的工作頻帶一直是該領(lǐng)域研究中的一個(gè)難點(diǎn)。本文綜合運(yùn)用口徑耦合理論、層疊貼片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種寬帶微帶貼片天線單元及兩元陣列結(jié)構(gòu)。口徑耦合的饋電方式以及層疊貼片天線結(jié)構(gòu)可以獲得較寬的頻帶。仿真結(jié)果證明該微帶天線陣列具有寬頻帶、低交叉極化等優(yōu)良性能，有良好的應(yīng)用前景。
評(píng)論