如何實(shí)現(xiàn)一種Ku波段寬頻帶微帶天線的仿真設(shè)計(jì)

　　1 引言

　　微帶天線由于其體積小、重量輕、剖面低、易于和載體共形、及易于加工和電路集成等諸多優(yōu)點(diǎn)，在通信和雷達(dá)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是其固有的頻帶窄，一般典型微帶天線的帶寬在0.7%到7%左右，功率容量低，限制了其應(yīng)用。近年來(lái)許多國(guó)內(nèi)外的天線工作者在圍繞如何展寬微帶天線的帶寬上做了大量的研究，也取得了顯著的成果，具體可以歸納為以下幾種方法：1 增加介質(zhì)基板的厚度，降低介質(zhì)的介電常數(shù)；2對(duì)饋電電路采用寬帶阻抗匹配（如采用阻抗匹配電路或開(kāi)縫耦合饋電等）；3 采用層疊貼片實(shí)現(xiàn)多貼片諧振；4采用開(kāi)槽加載技術(shù)；5修改貼片形狀；6新型基片材料的使用。在通常情況下，可以采用多種方法相結(jié)合的方法，這樣往往能夠取得比較好的效果。在諸多方法中采用口徑耦合饋電擴(kuò)展微帶天線的帶寬是比較成功的一種方法。這種耦合饋電的方法最早是由Pozar于1985年提出的，與傳統(tǒng)的同軸饋電或側(cè)饋相比，縫隙耦合饋電結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是，這種饋電結(jié)構(gòu)更適合電路的集成；由于采用了不共面的設(shè)計(jì)，由地面把輻射部分和饋電結(jié)構(gòu)隔開(kāi)，減少或消除了饋電結(jié)構(gòu)對(duì)天線方向圖的寄生輻射影響，能獲得寬頻帶的駐波比特性。Vivek通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究了幾種開(kāi)不同的耦合槽對(duì)天線耦合量的影響，實(shí)驗(yàn)證明開(kāi)H型耦合槽可以得到較大的耦合量，開(kāi)H形槽耦合的微帶天線一般可以獲得10%（VSWR《2）左右的相對(duì)帶寬，而且具有良好的交叉極化性能。文獻(xiàn)使用了H型槽耦合饋電達(dá)到了寬頻帶和高增益的較好效果。通過(guò)修改H型槽從而獲得了良好的極化效果和寬頻帶特性。此外，改進(jìn)了H型耦合饋電的結(jié)構(gòu)，在H型槽耦合饋電的基礎(chǔ)上，在輻射貼片上也開(kāi)H型槽，增強(qiáng)了饋線與貼片之間的耦合，從而擴(kuò)展了天線的帶寬。在以上的研究基礎(chǔ)上，本文采用了H型槽耦合饋電，并在輻射貼片邊緣處開(kāi)縫的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)較寬頻帶的阻抗帶寬。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)該種新結(jié)構(gòu)的微帶天線在中心頻率14.5GHz能夠達(dá)到39.8%的阻抗相對(duì)帶寬（S11《-10db）。表明該結(jié)構(gòu)能夠有效地展寬微帶天線的帶寬。