寬帶寬角四臂螺旋天線
3 天線設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)
四臂螺旋天線的結(jié)構(gòu)如圖3,它由四根螺旋臂組成,每根螺旋臂分別截取四分之一周長(zhǎng),實(shí)則介于螺旋和單極子天線之間,為兩者的綜合變形。D為螺旋天線的直徑,S為螺距,螺旋線起點(diǎn)到接地板之間的距離為g。
圖7 天線駐波曲線
經(jīng)過調(diào)整得到D=45mm,S=130mm,d=4mm,g=3mm(分別改變參數(shù)D和S的值,可以得到不同的波束形狀,d可以調(diào)整天線駐波)。圖7為天線的駐波曲線,在2.0~2.4GHz內(nèi)駐波小于2.0。圖8則為天線增益(交叉極化)方向圖曲線。
對(duì)于螺旋來說,各參數(shù)需要滿足
,適當(dāng)?shù)母淖僁和S的值,可以得到不同的方向圖賦形,圖8分別給出了三組參數(shù)的方向圖,可以看出隨著D的增加,S的減小,天線波束變窄,反之則變寬。
圖8 增益方向圖
從圖中還可以天線參數(shù)對(duì)軸比(交叉極化)的影響不大,不同情況下天線交叉極化均大于10dB,即軸比均小于6dB。從天線模型上可以看出,饋電網(wǎng)絡(luò)提供的是右旋圓極化的饋電方式,而螺旋的繞制方向卻為左旋,我們采用這樣相反的形式,適當(dāng)調(diào)整天線尺寸,正好可以使低剖面方向場(chǎng)強(qiáng)疊加,得到了寬角寬波束的方向圖。如圖8所示,天線波束在±80°時(shí),不僅有較高的增益,而且依然保持了良交叉極化特性。
4 結(jié)論
本文給出了一種寬帶、900自相移結(jié)構(gòu)的平衡饋電網(wǎng)絡(luò),它不僅能為四臂螺旋天線提供最優(yōu)的匹配,還能夠廣泛的使用在其他圓極化天線中。同時(shí)采用反向的螺旋繞制方式,得到了寬角寬波束的增益方向性圖,這是一種全新的天線,它不僅成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且天線方向圖特殊,具有很高的工程實(shí)用性。
評(píng)論