一种平面微带阵列天线的仿真与分析

李思敏, 蔡明明

(1.桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林 541004;2.广西科技大学 电气与信息工程学院,广西 柳州 545006)

当今,因为普及了数字电路,接收机和发射机的性能、功率和数量都变得更庞大,电磁环境也越来越复杂,这就要求天线具备更加卓越的性能。因此,科研人员着重于研发具有高增益和低副瓣的天线。

在一般情况下,单个微带天线就可以完成电磁波的收发过程。但是单个微带天线的增益一般在6～8 d B,而很多系统都需要天线具有高增益、低副瓣、方向性良好等特性。显然,单个微带天线无法实现,所以就需要根据阵列理论设计出微带阵列天线来实现这些要求。

微带阵列天线由微带辐射贴片、馈电网络和介质基板组成,可以通过调节辐射贴片的结构、数量、馈电网络的形式、辐射贴片之间的距离控制天线的激励幅度和相位。研究具有高增益、低副瓣特性的微带阵列天线具有重要的工程意义。

1 微带阵列天线原理

1.1 微带天线辐射原理

微带天线没有严格的定义,结构比较简单,通常是在一块介质板的一面刻有辐射贴片,另一面则是接地板。微带天线一般通过馈电线或者同轴线馈电,在辐射贴片与接地板之间激励起电磁场,并辐射出去[1]。

目前,对微带天线的分析方法各有不同,其辐射原理也就不同。这里以最为常见的矩形贴片天线为模型[2],选取比较容易理解的传输线理论简单分析其辐射原理[3],如图1所示。

图1 微带天线辐射原理