一种宽带微带贴片天线的新设计

设计和制作了一种宽带微带贴片天线,采用不同介电常数,不同厚度的基板叠加,利用半环形开路微带天线通过接地板上的缝隙耦合馈电。经过仿真计算和实验测试,这种结构的微带贴片天线完全满足平面天线阵的应用。由于采用边沿馈电,所以相对其他宽带微带天线而言,在宽带平面微带天线阵方面应用前景广阔。

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第 8卷第 4期 20 0 7年 8月

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种宽带微带贴片天线的新设计 高向军，朱莉，赵海洲 (空军工程大学导弹学院，陕西三原 7 30 ) 180

摘要：计和制作了一种宽带微带贴片天线，用不同介电常数，同厚度的基板叠加，用设采不利 半环形开路微带天线通过接地板上的缝隙耦合馈电。经过仿真计算和实验测试，种结构的微这

带贴片天线完全满足平面天线阵的应用。由于采用边沿馈电，以相对其他宽带微带天线而所 言，宽带平面微带天线阵方面应用前景广阔。在 关键词：带；隙耦合；宽缝半环馈电；带天线微中图分类号：T 8 N2文献标识码： A文章编号：0 9— 5 6 2 0 ) 4— 0 9— 3 10 3 1 (0 7 0 0 3 0

微带天线因具有体积小、重量轻、剖面低、馈电方式灵活、成本低、易与飞行器共形等优点而深受人们的 青睐，微带天线阻抗带宽较窄，但一般的微带天线的带宽仅有 5%左右…。微带天线的窄频带特性成了限制

其广泛应用的主要障碍，因此展宽微带天线的带宽具有十分重要的意义-。近年来， 2 J随着微带天线的应用 越来越广，宽微带贴片天线带宽的方法主要集中在以下几种情况：采用厚介质基板；附加阻抗匹配网展①②络；采用低介电常数的基板；采用多层结构 -;采用特殊馈电方式和特殊形状的贴片天线 qJ③④ 3⑤ 。本文设计了一种利用缝隙耦合馈电，多层介质基板组成的宽带微带矩形贴片天线，以满足天线阵的应用。

1天线设计 1 1天线结构 .

缝隙耦合馈电多层结构的宽带微带矩形贴片天线结构如图 1示。所 图 1中层 1, h )层 2( 2层1 ( J I、, r, h )层 3 r h )层 4, h )层 5层2 2、 ( 3 3、, (4 4、,

( 5h), 5和层 6 r,6分别为各层， ( 6h )

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介质基板，中， i,,, )一其

h(=12… 6 分别为相应各层的介电常数和厚度。… ( ,,) (,:和 (,,分另居。 f, f ) f ) 0

三苎苎三 三 三三 z 馈线缝隙 X

为贴片 1贴片 2和缝隙的宽度和长、度，, 为馈线宽度，l为环臂的内半 r径。天线采用半环形开路微带线馈 电，环臂和主臂宽度一致。 1 2结构分析 .

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图 1天线结构

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通常简单的双层缝隙耦合的微带贴片天线可以通过调整耦合缝隙的宽度和长度来获得较好的匹配，但是在图 1示的多层结构中，所由于各层介质的介电常数和厚度不一致，纯调整缝隙尺寸并不能达到带宽要单求。在此，隙尺寸和介质基板的厚度是对应的，缝在调整过程中需要综合考虑。另外，一定的基板厚度条在

收稿日期：0 6—1 20 1—1 5

基金项目：国家“ 6” 8 3计划资助项目(0 3 A 0 0 4 20 A 0 54 )作者简介：向军 (9 9一)男，高 17,山西孝义人，博士生，主要从事电磁散射与辐射以及天线技术等方向的研究 .

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