基片材料对性能也有比较大的影响论文网
然而,这些不足之处基本上已经被众多技术解决了。例如,已有许多方法来展宽微带天线的频带。若相对带宽约为中心频率的1%~6%则是一般设计的要求;而如果为15%~20%时便是新一代设计的典型值,制成了超宽频带微带天线。不过,往往提高某一性能都将以某些其他特性的牺牲(如体积增大)来作为代价。
2。6 微带天线的应用
如今,在众多的无线设备中,所应用的微带天线都约为100Mhz~100Ghz。当有一定要求的场合时,比如辐射器的剖面要低,即便微带天线的某方面的性能指标与传统天线相比不是很突出,不过微带天线还是被首选。当微带天线在材料、设计和加工工艺的方面不停的进步发展,其应用正在不断增加。微带天线将能取代不少传统天线,已经成为了一些相关设备的升级产品。
2。7 矩形微带天线理论分析
微波不管在处理问题所用的概念和方法上,还是在实际的微波系统的原理和结构上,都和低频情况完全不一样的,研究微波问题的方法也是和低频不一样的,在低频电路中是使用“路”的概念和方法,但在微波电路中则需要使用“场”的概念和方法。这是因为在低频电路中,该电路的尺寸比波长要小许多,能够认为稳定状态下的电压和电流的效应在整个电路系统各处是同一时间建立起来的。也就是电磁场在整个电路中是均匀分布的,所以不需要使用场和波的概念,也对电流、电压有完全确定的意义,可以对系统进行完整的描述。不过在微波波段、波长与电路尺寸(如波导横截面尺寸)可以相对比,甚至更小,这时我们不可以忽视电磁场的空间分布,应看作波动过程进行研究,此时的电流、电压等概念已经失去明确的含义了。唯独电磁场和电磁波的概念和方法才能对系统进行完整的描述,所以,在微波理论中普遍的应用着“场”的概念、“场”的理论以及分析方法,不过这些并不意味着“路”的概念,“路”的理论以及分析方法就不可以采用了。通常微波技术的问题也不是所有情况下全部用电磁场理论分析最优。但在某些条件下(例如工程设计中),引入电路的概念来分析,不仅能够使问题更简单的得到分析,还可以使设计更加简洁,这种“化场为路”的方法就是微波网络分析方法。
用电路理论对传输线上的电压、电流的分布规律进行分析时,第一步需要把传输线看作是一个具有分布参数的电路。一旦频率到达微波波段时,电路中的电压和电流就会不停的随着时间而改变,并且也随着空间坐标而改变;这样的电路属于分布式,它的电路中的电阻,电容、电感和电导是沿着电路分布,并且相互之间无法分开。
2。8 矩形微带天线的辐射原理
微带天线辐射的产生是由微带天线导体边沿和地板间的边缘场来的,采用传输线模分析法,我们可以假设矩形微带天线的辐射贴片它的长近似为半波长,然后它的宽是 w,又将h设置成介质基片的厚度,长度为 g/2的低阻抗微带传输线可以用辐射元、介质基片和接地板替代, 若要开路则可以将传输线断开。根据微带天线的传输线理论,由于基片的厚度 h<< g/2,所以,可以假定电场沿微带结构的宽度和厚度方向没有改变。
在某个情况下,例如激励主模时,,由图2-2a图表示传输线的电场结构图,其表示的是电场仅沿约为半波长( g/2)的贴片长度方向变化。在贴片的开路边沿的边缘场所引起的边缘场就是天线的辐射。很明显,相对于接地板的垂直分量和水平分量是在电场的开路端分解而来的,根据辐射贴片元的长度可以得到电场的两垂直分量方向是相反的,在正面方向上由它们所产生的远区场相互抵消。反而平行于地板的水平分量它们的电场方向是相同的,因此,增强了合场强,辐射场最强的就是垂直在表面的方向上那一块。同时,水平分量电场(当然是两端开路的)可以看作两个缝隙,这个缝隙是无限大的平面上距离相差 g/2并且同相激励向地板以上半空间辐射,它的宽度与基片厚度h,长度W相差不大,当微带天线用辐射元周围四个缝隙的辐射来等效时,介质基片中的场将会跟着宽度和长度同时变化。[6]