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平面行波串馈宽带频扫天线

  近年来,随着现代无线通信技术的高速发展,微带天线以其重量轻、成本低、易集成等诸多优点,日益受到人们的青睐。但是微带天线带宽较窄,相对带宽一般只有1%~5%,因而在实际应用中受到了一定的限制。因此,如何展宽微带天线带宽具有十分重要的意义。THOMASMETZLER制作了一个5mm长,采用26个相似微带贴片谐振单元的扫频特性,天线天线个相似微带矩形贴片谐振单元结构,通过高阻线串联馈电,馈电结构简单,易于电路集成。单个矩形贴片谐振单元结构如图1所示。在天线设计时,有许多关键的设计参数,如馈线宽度W_feed、贴片宽度W_patch、馈线长度L_feed、贴片长度L_patch等,下面将对这些关键参数进行详细分析。

  2.1天线宽频带设计馈线宽度W_feed和贴片宽度W_patch

  天线馈线宽度和贴片宽度比W_Ratio(=W_feed/W_patch)控制着馈线与贴片之间的耦合度。每个贴片单元可以看成是一个包含输入端和输出端的二端口网络,端口阻抗由带线的特征阻抗决定。增大馈线宽度和贴片宽度比W_Ratio,可以减小该谐振单元的Q值,从而增大天线]。但是天线辐射效率几乎与贴片宽度成正比,增大馈线宽度和贴片宽度比W_Ratio,贴片宽度将相对减小,从而天线辐射效率也将随之减小。这样就需要对天线带宽与天线辐射效率之间有个权衡,来确定馈线宽度和贴片宽度比W_Ratio。

  匹配,展宽天线带宽。在靠近天线终端,馈线宽度和贴片宽度比W_Ratio较小,贴片宽度相对较大,有利于提高天线辐射效率。