一種共面波導饋電寬帶圓極化方形縫隙天線

1引言

由于印刷寬縫隙天線具有寬帶阻抗、單金屬層和易與有源電路集成等優(yōu)點，因而在設(shè)計軸比帶寬增強的圓極化天線中被越來越多地選用。通過在方形縫隙中設(shè)計微擾結(jié)構(gòu)，這類天線可以實現(xiàn)一個較寬的軸比帶寬。微擾結(jié)構(gòu)包括加載一個十字型貼片，一個T型地板金屬帶，一對L型地板金屬導帶，或從饋線延伸出L型可調(diào)枝節(jié)和一對地板導帶。

本文提出的寬帶圓極化縫隙天線的微擾結(jié)構(gòu)是在地板的兩個角的方形導帶上加載E形縫隙。3dB軸比帶寬可以通過改變E型縫隙的中間縫隙的長度來調(diào)整，最優(yōu)的3dB軸比帶寬可達32.8%，對應中心頻率為2165MHz，VSWR≤2的阻抗帶寬可以達到54.8%。

2天線結(jié)構(gòu)

所提出的圓極化縫隙天線如圖1所示。天線印制在邊長為G=60mm，介電常數(shù)為，厚度為h=1.6mm，損耗角正切為的方形FR4基片上。采用50om共面波導饋電，饋線的長度和縫隙的寬度分別為Wf=4mm和g=0.5mm。伸入到縫隙的輻射單元長為Lt+g，而后面長為Lt的線展寬為Wt=8mm。地板對角的兩個方形地板邊長為L2=15mm，在這兩個方形導帶上加載E型縫隙來實現(xiàn)寬帶圓極化輻射。E型縫隙的長和寬都設(shè)計成L=14mm，中間縫隙的長度為Ls，改變Ls可以調(diào)節(jié)天線的3dB軸比帶寬而幾乎不影響天線的阻抗帶寬。構(gòu)成E型縫隙的每條窄縫隙的寬度都為W=1mm。圖示的結(jié)構(gòu)將分別在+z和-z方向上激勵出左旋和右旋圓極化波。

圖1天線結(jié)構(gòu)圖

如果將對角上的兩個方形地板及E型縫隙換到另兩個對角上，則將在+z和-z方向上激勵出右旋和左旋圓極化波。

圖2Ls不同尺寸時天線的回波損耗仿真曲線