基于印刷工藝的小型化超寬帶平面對數(shù)周期天線設(shè)計
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得到的駐波曲線以及增益曲線分別如圖3、圖4所示；1.5GHz、7.5GHz、13.5GHz、18.5GHz的水平和俯仰維方向圖如圖5-8所示。
圖3 1.5GHz-18.5GHz駐波比曲線
圖4 1.5GHz-18.5GHz增益曲線
圖5 1.5GHz水平及俯仰維方向圖
圖6 7.5GHz水平及俯仰維方向圖
圖7 13.5GHz水平及俯仰維方向圖
圖8 18.5GHz水平及俯仰維方向圖
在幾個頻點的方向圖中，虛線為水平方向，實線為俯仰方向。經(jīng)過仿真以及調(diào)試，得到了比較理想的結(jié)果，如圖3所示，在1.5GHz - 18.5GHz范圍內(nèi)，駐波滿足3的條件，其中2的部分占頻帶寬度的90%以上。在此頻段內(nèi)，天線的增益基本大于3dB，如圖4以及表1所示。
可見天線在頻帶內(nèi)保證了端向輻射，在俯仰方向波束寬度變化不大。
表1 天線各頻點增益
頻率(GHz) | 增益(dB) | 頻率(GHz) | 增益(dB) |
1.5 | 1.6 | 10.5 | 4.3 |
2.5 | 5.8 | 11.5 | 4.9 |
3.5 | 5.3 | 12.5 | 2.8 |
4.5 | 5.2 | 13.5 | 5.4 |
5.5 | 5.1 | 14.5 | 4.7 |
6.5 | 5.8 | 15.5 | 5.1 |
7.5 | 5.9 | 16.5 | 4.2 |
8.5 | 3.8 | 17.5 | 4.5 |
9.5 | 4.9 | 18.5 | 3.9 |
4 總結(jié)
本文對基于雙層介質(zhì)基板印刷工藝、帶線饋電的對數(shù)周期天線進(jìn)行了理論研究以及特性分析。通過總結(jié)前人研究，提出將雙層印刷對數(shù)周期天線進(jìn)一步小型化、超寬帶的設(shè)計，采用高介電常數(shù)的介質(zhì)基板并優(yōu)化振子排布結(jié)構(gòu)，具體設(shè)計了一個工作于1.5GHz -18.5GHz的印刷對數(shù)周期天線。其尺寸僅為
，在整個工作頻帶內(nèi)達(dá)到了較好的駐波以及增益特性；從方向圖來看實現(xiàn)了定向輻射；滿足超寬帶、小型化的設(shè)計思路；并且天線使用印刷工藝、材料的硬度較大，可以保證結(jié)構(gòu)的平整度和穩(wěn)定性。以此模型制作的實物有望實現(xiàn)加工精度高、成本低、一致性高以及平整度良好的特點。
參 考 文 獻(xiàn)
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[2] 阮成禮.超寬帶天線理論與技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2006.
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[4] Jean-Pierre Berenger. Perfectly Matched Layer for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems[J].IEEE Trans. on Antennas and Propagation,1996,44(1):110-117.
[5] 綦凌飛,姚德淼,毛鈞杰. 新型印刷平面對數(shù)周期天線. 國防科技大學(xué)學(xué)報,1998, Vol.20 No.3 : 103-105.
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