一種共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化方形縫隙天線

1引言

由于印刷寬縫隙天線具有寬帶阻抗、單金屬層和易與有源電路集成等優(yōu)點(diǎn)，因而在設(shè)計(jì)軸比帶寬增強(qiáng)的圓極化天線中被越來(lái)越多地選用。通過(guò)在方形縫隙中設(shè)計(jì)微擾結(jié)構(gòu)，這類天線可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)較寬的軸比帶寬。微擾結(jié)構(gòu)包括加載一個(gè)十字型貼片，一個(gè)T型地板金屬帶，一對(duì)L型地板金屬導(dǎo)帶，或從饋線延伸出L型可調(diào)枝節(jié)和一對(duì)地板導(dǎo)帶。

本文提出的寬帶圓極化縫隙天線的微擾結(jié)構(gòu)是在地板的兩個(gè)角的方形導(dǎo)帶上加載E形縫隙。3dB軸比帶寬可以通過(guò)改變E型縫隙的中間縫隙的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整，最優(yōu)的3dB軸比帶寬可達(dá)32.8%，對(duì)應(yīng)中心頻率為2165MHz，VSWR≤2的阻抗帶寬可以達(dá)到54.8%。

2天線結(jié)構(gòu)

所提出的圓極化縫隙天線如圖1所示。天線印制在邊長(zhǎng)為G=60mm，介電常數(shù)為，厚度為h=1.6mm，損耗角正切為的方形FR4基片上。采用50om共面波導(dǎo)饋電，饋線的長(zhǎng)度和縫隙的寬度分別為Wf=4mm和g=0.5mm。伸入到縫隙的輻射單元長(zhǎng)為L(zhǎng)t+g，而后面長(zhǎng)為L(zhǎng)t的線展寬為Wt=8mm。地板對(duì)角的兩個(gè)方形地板邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2=15mm，在這兩個(gè)方形導(dǎo)帶上加載E型縫隙來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶圓極化輻射。E型縫隙的長(zhǎng)和寬都設(shè)計(jì)成L=14mm，中間縫隙的長(zhǎng)度為L(zhǎng)s，改變Ls可以調(diào)節(jié)天線的3dB軸比帶寬而幾乎不影響天線的阻抗帶寬。構(gòu)成E型縫隙的每條窄縫隙的寬度都為W=1mm。圖示的結(jié)構(gòu)將分別在+z和-z方向上激勵(lì)出左旋和右旋圓極化波。

圖1天線結(jié)構(gòu)圖

如果將對(duì)角上的兩個(gè)方形地板及E型縫隙換到另兩個(gè)對(duì)角上，則將在+z和-z方向上激勵(lì)出右旋和左旋圓極化波。

圖2Ls不同尺寸時(shí)天線的回波損耗仿真曲線