基于超表面的宽带低剖面圆极化天线分析与设计文献综述

 2022-11-12 19:03:50

一、研究背景

(一)微带缝隙天线

微带天线的概念由G. A. Dcschamps教授在1953年提出, 20世纪50年代至60年代的近20年里,对此研究很少。到20世纪70年代初期,随着微带传输线理论模型和敷铜介质基片光刻技术发展,制造出一批有多种设计结构的微带天线【1】

微带贴片天线,是微带天线的典型代表,如图1所示。可将微带贴片天线视为一段微带传输线,该传输线的长度是Lp,宽度为 Wp,并且该传输线是终端开路的。天线在馈电后将在贴片与接地板之间激励电磁场,当介质基板的厚度 hp远小于空气中的波长时,可以将沿着介质基板厚度z 轴方向的电场看作是恒定的,而只有沿着 y轴方向的电场是变化的。微带贴片天线内部电场分布如图2 所示。

图1 微带贴片天线模型

图2 微带贴片天线内部电场分布

在宽度为Wp的两条边上,由于电场矢量的方向和缝隙的外法线矢量的方向都相反,由右手螺旋定则可以得到,两条边上的磁流朝向同一方向,磁流辐射的电场将在 z 轴方向叠加,且电场是同相的,则在此处的辐射电场为最大值。由于场强随着偏离 z轴方向角度 theta; 的增加而减小,则叠加场将依次减小形成边射阵。沿着每条 Lp边的磁流方向相反,辐射场在 xoz面上相互抵销;两条Lp边的磁流方向也相反,辐射场在 yoz面上相互抵销。在其它方向上,这些磁流的辐射电场虽然不能完全相互抵消,但是由于这部分的能量远小于主辐射场的能量,可以忽略这部分电场的影响。电场和等效磁流分布如图3 所示【2】

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