微帶天線是在帶有導(dǎo)體接地板的介質(zhì)基片上附加導(dǎo)體貼片而構(gòu)成的天線,采用微帶線或者同軸探針對(duì)貼片進(jìn)行饋電,在貼片和接地板之間激勵(lì)起電磁場,通過貼片與縫隙向外輻射。由于微帶天線具有體積小,剖面低,重量輕,易饋電以及易與載體共形安裝等優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于測量和通訊各個(gè)領(lǐng)域。但是,由于微帶天線是一種諧振式天線,高Q 特性也就決定了其輸入阻抗對(duì)頻率變化很敏感,導(dǎo)致了貼片天線的頻帶較窄( 一般頻帶的相對(duì)帶寬只有 2%~ 5%) 。
對(duì)于工作在北斗頻段的微帶天線而言,由于帶寬較窄,所以對(duì)工作頻點(diǎn)的準(zhǔn)確性有很高的要求,外界環(huán)境的微小變化都有可能使得頻點(diǎn)發(fā)生漂移,導(dǎo)致天線無法正常工作,為了解決這個(gè)問題,可以擴(kuò)寬微帶天線在頻點(diǎn)周圍的頻帶,這樣即使發(fā)生了頻點(diǎn)漂移,天線的工作頻點(diǎn)依然可以保持在天線的工作帶寬范圍內(nèi)。
針對(duì)擴(kuò)寬微帶天線的頻帶問題,已經(jīng)有了很多設(shè)計(jì)方法: 增加介質(zhì)基板的厚度,但這樣會(huì)引入表面波損耗;減小介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),但是會(huì)使基板的尺寸加大;增加寄生單元,同樣會(huì)使基板的面積加大; 增加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò); 縫隙耦合饋電; 采用多層結(jié)構(gòu)等。
采用在雙層貼片間加入空氣層的結(jié)構(gòu),利用兩個(gè)貼片之間的相互耦合作用,產(chǎn)生兩個(gè)相近的諧振頻率點(diǎn),從而達(dá)到增加微帶天線頻帶寬度的目的。下面對(duì)該微帶天線結(jié)構(gòu)、理論和仿真結(jié)構(gòu)進(jìn)行論述,并在最后給出了結(jié)論。
針對(duì)微帶貼片天線頻帶較窄的特點(diǎn),本文提出了一種利用正交微帶線進(jìn)行饋電的雙貼片微帶天線結(jié)構(gòu)。
在VSWR <=2 時(shí),頻帶范圍在1. 206~ 1. 346 GHz之間,帶寬達(dá)到了140 MHz,相對(duì)帶寬達(dá)到了11. 04%。在工作頻段內(nèi),天線的增益有稍許提高,軸比可以接受,所以此天線結(jié)構(gòu)是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的微帶天線結(jié)構(gòu)。