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高介电常数基片,以减小尺寸。选择基片时应考虑基片的多种性质:介电常数和损耗角正切以及他们随稳定和频率的变化,均匀性,稳定系数和稳定范围,天线尺寸随工艺过程及温度和湿度变化的稳定性,基片厚度的均匀性等,此外还有抗化学性,拉伸强度及结构强度,柔韧性,可加工性,抗冲击性,可成形及可粘合性等。
12单元宽w
根据要求的工作频率f和基片厚度h可用文献3中的公式设计出高效率贴片的宽度:
当选用小于上式的宽度时,辐射效率将降低。而选用大于上式宽度时,虽然辐射效率较高,但这时将产生高次模,从而引起场的畸变。
13单元长度L
矩形微带元的长度一般为λg2,λg是等效介质中的波长:
2仿真结果
图2所示是利用高频电磁场仿真软件HFSS建立的天线仿真模型。
根据设计要求,天线的极化方式是线极化,同时带内驻波要不大于15,通过仿真和优化,基本上满足要求,图3所示为天线的最终尺寸。
通过HFSS仿真软件获得比较理想的驻波、交叉极化以及增益,具体的参数结果如图4~6所示。
由仿真结果可以看出,在要求的频带内,驻波比均在14以下,交叉极化也满足了要求,在要求的频带里增益全都在71上8以下。通过分析相关参数,由于带宽高于10,属于宽带微带天线,而我们所仿真的结果显示这种E型贴片的确拓宽了带宽,但同时我们也发现它的增益最高也只有7点多,很难达到高增益,如果我们只是要拓宽带宽,选择E型贴片可以完成要求,但如果要做到宽频带高增益,我们就应该寻求其他方法,因为E型天线很难达到高增益。
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3结论
本文给出了一种工作在S波段的微带宽频带天线的设计过程。天线采取同轴馈电,利用E型贴片以及多层结构来拓宽带宽。同时本文利用行业里较为常用的高频电磁仿真软件HFSS验证仿真的可行性,并为下一步实物的制作提供了参考数据。此外在本文还反映了一个问题就是E型贴片天线的增益不高,但是在扩宽频带方向有很好的效果,如果在增益要求不是很高的情况下可以考虑用这种方法来展宽频带。
参考文献
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3魏文元,宫德明,陈必森天线原理M北京:国防工业出版社,1985
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5SajidMAsif,Ad
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Iftikhar,SaeedMKha
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