一種雙面印刷偶極子天線

1引言

偶極子天線是一種最基本的單元形式，既可獨(dú)立使用，也可作為大型天線陣的輻射單元。采用微帶平衡巴倫饋電的印刷偶極子天線具有剖面薄、重量輕、體積小、成本低、便于集成和組成陣列等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。而一般的印刷偶極子天線存在帶寬較窄、交叉極化電平過高等缺點(diǎn)。

本文提出了一種雙面印刷偶極子天線，在傳統(tǒng)微帶巴倫饋電的單面偶極子基礎(chǔ)上，多加了層介質(zhì)在巴倫兩側(cè)雙面印刷偶極臂，改變了巴倫饋電的電場(chǎng)分布，使得橫向交叉極化電場(chǎng)分量相互抵消降低了天線的交叉極化特性。并通過調(diào)整巴倫結(jié)構(gòu)，獲得了良好的雙諧振匹配，達(dá)到了展寬帶寬的效果。

2天線結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

印刷偶極子天線由兩部分組成：在一塊介質(zhì)板上一面印刷平衡巴倫饋電結(jié)構(gòu)，另一面印刷偶極子臂。

傳統(tǒng)單面印刷偶極子天線結(jié)構(gòu)如圖1所示；雙面印刷偶極子天線結(jié)構(gòu)如圖2所示。從兩張圖比較來看，前者一層介質(zhì)，一面是偶極子臂，另一面是微帶巴倫；后者雙層介質(zhì)，兩面都為偶極子臂，中間相當(dāng)于帶狀線的巴倫。從圖1右側(cè)可以看出，單面偶極子天線的巴倫會(huì)帶來橫向交叉極化電場(chǎng)分量；而圖2中，雙面偶極子天線巴倫的橫向電場(chǎng)分量相互抵消，這樣大大降低了天線的交叉極化電平。

圖1單面印刷偶極子天線

微帶巴倫在這里起到了平衡-不平衡轉(zhuǎn)換和阻抗匹配的作用。它的等效電路模型如圖3所示：

圖2雙面印刷偶極子天線

圖3平衡巴倫結(jié)構(gòu)等效電路圖

印刷振子一般都具有雙諧特性即在帶寬內(nèi)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)諧振點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，每個(gè)諧振點(diǎn)附近的駐波曲線較尖銳，諧振點(diǎn)之問的頻率點(diǎn)上駐波較大，只有在兩個(gè)諧振區(qū)部分重合時(shí)，才有可能在滿足駐波要求的條件下獲得較大的帶寬。通過調(diào)節(jié)參數(shù)s、hs、hm、Wm和lm(即開路線寬度長度和開槽的寬度長度及匹配段的寬度長度），可以使其阻抗在很寬的頻帶內(nèi)匹配。