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L型探针耦合圆柱共形贴片天线辐射特性分析

时间:2019-01-04 16:38:09  作者:admin  来源:耦合探针  浏览:121  评论:0
内容摘要:  是谐振式天线,无论采用微带馈电还是同轴馈电,都存在频带窄的缺点,一般在2~5%左右;采用L-型探针耦合馈电的和天线阵,在通信基站中应用广泛,而采用矩量法(MOM)求解L-型探针馈电圆柱贴片天线电场积分方程,计算了贴片天线辐射方向图的情况,分析的是平面矩形贴片而不是真正和柱面共形。 &e...

  是谐振式天线,无论采用微带馈电还是同轴馈电,都存在频带窄的缺点,一般在2~5%左右;采用L-型探针耦合馈电的和天线阵,在通信基站中应用广泛,而采用矩量法(MOM)求解L-型探针馈电圆柱贴片天线电场积分方程,计算了贴片天线辐射方向图的情况,分析的是平面矩形贴片而不是真正和柱面共形。

  本文利用柱坐标FDTD方法,采用单轴各向异性完全匹配层作为吸收边界,采用金属柱体延伸到吸收层内的做法以避免柱坐标FDTD算法中心值奇异问题,来计算L型探针耦合共形贴片天线单个柱面共形贴片天线分析

  平面矩形贴片的带宽为0.71GHz,带宽比28.57%;柱面矩形贴片,带宽为0.74GHz,带宽比29.37%。柱面矩形的带宽相比平面矩形略有提高(0.8%)。此外,从回波损耗来看,柱面矩形要稍高于平面矩形情况,这主要是由于矩形贴片弯曲之后,贴片的输入阻抗变化所致,通过调整馈电参数s1、s2,可以更好地实现阻抗匹配。

  图3为共形贴片和平面贴片情况的方向图比较,在E面和H面,柱面矩形贴片的前向、后向辐射增益分别为8.1dB、-7.8dB;平面矩形贴片的前向、后向辐射增益分别为7.73dB、-6.43dB。二者相比较,发现柱面矩形的辐射性能比平面情况有所提高,前向辐射增加0.37dB,后向辐射降低1.37dB。

  从图5看出,不同个数的阵列,在H面方向图的形状保持一致,仅是随着阵元数的增多,增益有所提高,分别为12.39、14.03、15.07dB;在E面,随着阵元个数的增加,除了天线增益有所提高外,波束逐渐变窄。

  本文采用柱坐标FDTD方法对L型探针耦合的圆柱共形贴片天线辐射特性进行了研究,表明共形贴片与平面矩形相比,带宽以及辐射特性均有相应提高。并且,阵列个数、柱体半径等参数变化对辐射特性的影响与平面贴片规律一致,与文献[1]结论吻合。采用柱坐标FDTD方法,与文献[1]采用的方法比较,分析更简洁,效率更高


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