采用口徑耦合饋電的5.8GHz天線的設(shè)計(jì)
兩個(gè)縫隙各自的總的導(dǎo)納為:本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/163769.htm
其中,nL1和nL2為貼片和縫隙之間的阻抗轉(zhuǎn)化率,具體數(shù)值可以由下式給出:
總的輸入電阻的計(jì)算公式為:
其中,Zcf、kj和t分別為微帶饋線的特性阻抗和波數(shù)以及開路線的長(zhǎng)度,n為縫隙和微帶饋線之間的阻抗轉(zhuǎn)換率。
因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.biyoush.com/news/listbylabel/label/天線">天線的兩個(gè)諧振模是由耦合縫隙的長(zhǎng)度決定的,因此通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)十字縫隙的長(zhǎng)度,便可以得到理想的圓極化。不等長(zhǎng)的縫隙可以激勵(lì)出兩個(gè)相近的諧振模式,為了得到圓極化,這兩個(gè)模式需要幅度相近而相位相差90度。當(dāng)縫隙L1的長(zhǎng)度大于縫隙L2時(shí),可以得到右旋的圓極化,而當(dāng)縫隙L2的長(zhǎng)度大于縫隙L1時(shí),左旋的圓極化便可以被激勵(lì)出來(lái)。
3 天線參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果分析
a)天線基片介質(zhì)的選擇
根據(jù)腔模理論,微帶貼片天線可等效為一漏波諧振腔,盡管有較強(qiáng)的輻射,但它依然是品質(zhì)因數(shù)Q值較高的諧振系統(tǒng)。為了有效降低微帶天線的品質(zhì)因數(shù)Q值,必須選擇介電常數(shù)較低、厚度較厚的介質(zhì),而對(duì)于饋電基片,選擇較薄的基片將有效降低來(lái)自饋線的偽輻射,在本例中,由于采用了口徑耦合饋電方式,因此可以針對(duì)不同的需要來(lái)分別選擇。但輻射基片的介質(zhì)厚度并不能太厚,否則容易在貼片天線表面激勵(lì)起不必要的高次模和偽輻射,通常其最大值不能超過(guò)0.052λ。
b)耦合縫隙寬度的選擇
耦合縫隙的寬度對(duì)天線整體性能的影響較小,其值可以用來(lái)對(duì)天線的阻抗匹配進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常,當(dāng)增大天線輻射基片的厚度時(shí),也需要加大縫隙的寬度來(lái)增強(qiáng)耦合度。在文章的研究當(dāng)中顯示,天線對(duì)其數(shù)值的變化并不敏感,一般使其小于縫隙長(zhǎng)度的十分之一即可。因此在應(yīng)用當(dāng)中,可以根據(jù)實(shí)際情況具體選擇。如在本天線當(dāng)中,進(jìn)一步減小縫隙的寬度可以達(dá)到更好的匹配結(jié)果,但是考慮到實(shí)際制作的方便,便將其定為1mm。
c)饋線開路端長(zhǎng)度的選擇
饋線開路端的長(zhǎng)度既饋線開路端到中心點(diǎn)的距離。其值常用來(lái)調(diào)節(jié)口徑耦合天線的電抗,為了貼片天線與饋線可以達(dá)到最優(yōu)化的阻抗匹配,其值一般選擇為四分之一波長(zhǎng)即可。同時(shí),它的數(shù)值變化也會(huì)引起天線諧振頻率的輕微變化,因此在天線的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,也可以綜合考慮,在保證阻抗匹配的前提下,利用它來(lái)對(duì)天線的頻率進(jìn)行微調(diào)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在文章當(dāng)中,針對(duì)ETC系統(tǒng)的OBU單元,設(shè)計(jì)了一種十字縫隙口徑耦合饋電的右旋圓極化微帶天線,并且對(duì)其饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了等效模型的分析。本天線模型結(jié)構(gòu)緊湊小巧,不僅可以滿足設(shè)計(jì)的需要,而且可調(diào)參數(shù)眾多,設(shè)計(jì)自由度比較高。通過(guò)合適的選擇各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值,設(shè)計(jì)出的天線可以滿足寬頻帶、高增益的要求。
評(píng)論