一種同頻方向圖可重構(gòu)平面折合偶極子微帶天線

研究表明參數(shù)L1、Lg、L3、L4、W1、s1、d2是影響天線帶寬和輻射方向圖的關(guān)鍵參數(shù)，將通過優(yōu)化確定其取值。確定過程，分為兩步完成，首先是設(shè)計(jì)一個(gè)定向的微帶天線，根據(jù)目標(biāo)優(yōu)化得到L1、Lg、s1、d2取值，然后在定向微帶天線的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)全向的微帶天線，根據(jù)目標(biāo)優(yōu)化得到L3、L4、W1的取值。

仿真過程中，開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)即連接上寬度為0.5mm的貼片，開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)則去掉該貼片，即采用理想的開關(guān)模型。

2.1確定參數(shù)L1、Lg、s1、d2

根據(jù)表1輻射方向圖與開關(guān)組合狀態(tài)的對應(yīng)表，天線的輻射為定向方向圖時(shí)，開關(guān)A處于斷開狀態(tài)，開關(guān)B和C處于閉合狀態(tài)，微帶饋線對左邊的折合偶極子饋電，開關(guān)D處于斷開狀態(tài)，調(diào)節(jié)臂不起調(diào)節(jié)作用。待優(yōu)化參數(shù)及優(yōu)化結(jié)果如表2所示。

表2待優(yōu)化參數(shù)及優(yōu)化結(jié)果(mm)

2.2確定參數(shù)L3、L4、W1

在定向輻射方向圖的天線結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行全向方向圖輻射方向圖天線的設(shè)計(jì)。當(dāng)L3=0mm、L4=0mm、W1=0mm，定向輻射天線結(jié)構(gòu)與全向輻射天線結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的回波損耗圖2。從圖可以看到，定向輻射方向圖對應(yīng)天線結(jié)構(gòu)的工作頻帶在3.7GHz～4.4GHz,相對帶寬約為17%。而從全向輻射方向圖對應(yīng)天線結(jié)構(gòu)的回波損耗曲線在3.5GHz～4.5GHz內(nèi)不能獲得良好的匹配。

為了實(shí)現(xiàn)該可重構(gòu)天線的同頻工作，使天線開關(guān)安裝于距微帶饋線邊沿L3的位置，但這使天線的工作頻率升高，為了使天線保持同頻工作，在微帶饋線的右邊增加了一個(gè)調(diào)節(jié)臂，一方面是可以降低天線的工作頻率，另一方面可以調(diào)節(jié)天線的阻抗匹配。待優(yōu)化參數(shù)及優(yōu)化結(jié)果如表3所示。

根據(jù)優(yōu)化得到的參數(shù)結(jié)果計(jì)算得到天線的總體尺寸為38.4mm×23.2mm×1mm。

圖2回波損耗曲線