1 引言

為順應(yīng)現(xiàn)代通信、雷達(dá)、定位、電子對抗等領(lǐng)域?qū)μ炀€小型化的迫切需求，使天線與設(shè)備大小協(xié)調(diào)，小型化高性能微帶天線的研究和開發(fā)日益成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。很多小型化、高增益、寬帶寬的微帶天已被提出。其中，在貼片表面加載槽縫的微帶天線以其簡單易行以及形式變化多樣倍受研究者的青睞。當(dāng)在貼片表面開不同形式的槽或細(xì)縫時(shí),切斷了原先的表面電流路徑,使電流繞槽邊曲折流過而路徑變長,在天線等效電路中相當(dāng)于引入了級聯(lián)電感。由于槽很窄,它可模擬為在貼片中插入一無限薄的橫向磁壁。從而加大了天線有效輻射部分的相對電尺寸。

但是縫隙的尺寸（長、寬）和加載位置對天線性能的影響是十分復(fù)雜的。一般來說，縫隙越長或越寬可使諧振頻率點(diǎn)越低，即貼片尺寸就越小。而與此同時(shí)，天線的其他性能也受到影響，這主要體現(xiàn)在帶寬變窄、增益降低、阻抗與圓極化性能調(diào)諧困難等，需要折衷協(xié)調(diào)，或附加其他改進(jìn)辦法。

2 天線設(shè)計(jì)與數(shù)值結(jié)果

天線結(jié)構(gòu)如圖1所示，在貼片周邊開四個(gè)長度相等的槽，中心槽則為獲得圓極化而設(shè)^[2]。采用正方形貼片和介質(zhì)基片，介質(zhì)介電常數(shù)為9.9，邊長35mm，用同軸線饋電于貼片對角線上。這里采用CST Microwave Studio軟件對該天線進(jìn)行三維全波分析。從數(shù)值結(jié)果可看出，貼片邊長L(12.7mm)與縫寬W_s (1mm)不變，隨著槽長L_s由4mm增加到8mm，天線的諧振頻率降低了10.6%。增益由2.5dB下降至2.4dB，3dB波瓣寬度由180°逐漸減小為112°，軸比小于3dB。見表1與圖2。

(a)俯視圖 (b)側(cè)視圖

圖1 圓極化縫隙加載微帶天線仿真模型

表1 槽長對天線輻射的影響

(a)不同縫長的回波損耗比

(b) 不同縫長的增益比較

圖2 不同縫隙長度的天線仿真結(jié)果