Y型微帶線饋電的圓極化陶瓷介質(zhì)諧振器天線

1引言

目前，介質(zhì)諧振器天線因其自身的優(yōu)勢，如尺寸小，重量輕，成本低，輻射效率高，饋電容易等，已被大家廣泛地關(guān)注。早期，人們集中研究介質(zhì)諧振器線極化的實現(xiàn)，但由于圓極化在眾多場合中的重要應(yīng)用，尤其是在衛(wèi)星通訊等各種通訊中的應(yīng)用，人們才開始將注意力轉(zhuǎn)移到介質(zhì)諧振器饋電方式[1]，十字型介質(zhì)諧振器天線[2]，采用寄生貼片[3]以及微擾[4]等。

本文提出一種高介電常數(shù)陶瓷圓柱形介質(zhì)諧振器天線的設(shè)計，利用Y型微帶線上兩個垂直的開路枝節(jié)，調(diào)節(jié)其寬度和長度，激勵起兩個正交的模來實現(xiàn)圓極化。通過數(shù)值仿真得到最佳的幾何尺寸，加工了天線實物樣品，對天線的端口反射阻抗、輻射方向圖、軸比、增益等參數(shù)進行了分析。

天線圓極化工作的研究上。至今已有眾多實現(xiàn)圓極化的方法，如采用十字交叉口徑耦合

2天線設(shè)計與分析

利用磁壁模型理論，可以得到圓柱形介質(zhì)諧振器天線的諧振頻率。本文選取陶瓷材料（相對介電常數(shù)），直徑D=9mm，高度7.8mm的介質(zhì)諧振器，可以得到天線的諧振頻率在4.25GHz左右。天線結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，采用Y型微帶線饋電，利用兩個相互垂直的開路枝節(jié)激勵起兩個幅度相等，相位相差的正交模式，從而實現(xiàn)圓極化。經(jīng)過參數(shù)的優(yōu)化與分析，得到一組最佳值：Y型饋線的一個短路枝節(jié)長度，寬度;另一短路枝節(jié)的長度，寬度?；宀捎肍R4材料（相對介電常數(shù)），尺寸為：。介質(zhì)諧振器置于基板的正中心。調(diào)整微帶線饋線的寬度，使之特性阻抗為。

（a）側(cè)視圖

（b）俯視圖

圖1圓極化介質(zhì)諧振器天線的結(jié)構(gòu)圖