平板端射天線陣饋電特性的研究
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下面把橫向仿真的結果也繪制成表格，如下表。
表2橫向排列陣列仿真結果匯總表
單元數(shù) | S11幅度(dB) | S11相位(度) | 駐波比 | 輸入阻抗(歐) | 增益(dB) |
2 | -5.15 | 86.77 | 3.47 | 28.4+45.2j | 14.71 |
3 | -5.11 | 80.78 | 3.5 | 31.0+49.5j | 14.58 |
5 | -5.11 | 80.77 | 3.5 | 31.0+49.5j | 14.50 |
7 | -5.12 | 80.79 | 3.49 | 31.0+49.5j | 14.54 |
9 | -5.12 | 80.78 | 3.49 | 31.0+49.5j | 14.52 |
這次關于橫向陣列的實驗仿真我們可以看出與軸向陣列的結果差異較大的幾點：第一，增益的變化小了很多，約為0.2dB左右，但與軸向排列不同的是，橫向排列時，單元之間是有間距的，間距為1.5個波長，所以互耦的減小大部分原因是由于單元間距的拉開；第二，2單元時候，耦合對相位和輸入阻抗的影響很大，而單元數(shù)增加后，耦合影響已趨于穩(wěn)定，這樣分析的話整個平面陣的左右外圍的兩列陣列會受耦合影響較大。
分析完了軸向和橫向兩個直線方向上的耦合影響后，要綜合考慮一下當周圍都存在天線單元時，耦合又是如何影響饋電特性的。
表3周邊排列陣列仿真結果匯總表
單元數(shù) | S11幅度(dB) | S11相位(度) | 駐波比 | 輸入阻抗(歐) | 增益 |
3 | -5.01 | 80.45 | 3.56 | 30.79+50.02j | 12.67 |
4 | -5.03 | 80.58 | 3.55 | 30.72+49.55j | 12.51 |
5a | -5.19 | 80.46 | 3.47 | 31.31+49.23j | 12.37 |
5b | -5.2 | 79.28 | 3.44 | 32.28+50.11j | 15.20 |
9 | -5.36 | 78.52 | 3.34 | 33.44+49.86j | 14.68 |
15 | -5.68 | 64.4 | 3.17 | 44.99+57.99j | 14.96 |
25 | -5.21 | 64.11 | 3.43 | 43.10+61.05j | 16.41 |
觀察這個表格所匯總的結果，我們可以發(fā)現(xiàn)更多的變化和不同，明顯可以看出，在此系列仿真中，s11的相位，天線的輸入阻抗以及增益都有較大的變化，不再像之前隨著單元數(shù)目增多，特性趨于穩(wěn)定了。首先，對于5單元陣列本文由2次不同的仿真，增益的不同值得分析，具體排列方式如下圖。
圖55單元為a型排布示意圖
圖55單元b型排布示意圖
如圖3.7所示，當被測單元前后左右方向都有天線單元時，從表3.4所知，其增益只有12.37，比起獨立單元的增益14.62，小了2dB，而如圖3.8所示，同樣是5單元，采用斜線排列時，被測單元增益達到了15.20，比獨立時增大了0.6dB。其他s11的幅度相位，輸入阻抗的數(shù)值相近。這種結果的差異說明了位于軸向上的遮擋效應對于天線單元的增益影響是十分明顯的。9單元方陣和15單元陣的增益差別不大，25單元的增益較9單元增大了2dB左右，可以推測出單元數(shù)目對被測單元增益的增加不一定有直接關系，而周圍圈數(shù)的增加，由3*3增加到5*5，才使得被測單元增益上升，綜上所述可以推測，在布陣中去除相隔的軸線單元可能會增加增益，即采取稀布陣的方式，隨著數(shù)目增加，被測單元增益會提高。在組陣的時候，相位的變化趨勢是從80度逐漸減到了60度，輸入阻抗的實部和虛部都在增大，從30+50j左右變化到40+60j左右。
3實驗測試
本文是對一款12行*8列，共96個端射天線的陣列做的實時測試。在端射方向上，各個陣單元是挨著排列的，在橫向上，饋電振子的間距是1.5
。與仿真設計的陣列結構排布一致。測試條件是被測單元與矢量網(wǎng)絡分析儀相連，其余的天線單元用饋源處用同軸線接成匹配狀態(tài)，因為在仿真中設計的規(guī)模最大的是5×5方陣，所以就選取了整個陣列中心處的5×5方陣的結果，均是中心頻點3Ghz處測得的各個單元的性能指標，如以下表格所示。
表4實測條件下各單元中心頻點處s11
幅度值表（單位：dB）
-6.43 | -6.38 | -5.7 | -5.96 | -6.2 |
-5.1 | -5.4 | -5 | -5.1 | -5.5 |
-6.3 | -6.15 | -5.5 | -6 | -6.4 |
-5.9 | 5.3 | -5.1 | -5.6 | -5.2 |
-6.6 | -6.5 | -5.7 | -6 | -5.8 |
表5實測條件下各單元中心頻點處s11相位值表（單位：度）
62.9 | 78.3 | 59.8 | 56.8 | 64.5 |
63.1 | 64.4 | 61.7 | 62.6 | 59.1 |
92.6 | 67.1 | 55.6 | 53.5 | 64 |
57.6 | 50.1 | 53.2 | 55.3 | 54.3 |
67.4 | 67.4 | 62.2 | 62.6 | 65.1 |
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