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维普资讯 贵 州 航 夭 第 3期 覆盖介质层的微带天线设计 廖永康 编译 肖国华 审校 [摘要] 本文提 出了覆盖介质层徽 带天线的设计方法。由于负载 的影 响，天 线的谐振频率会发生 变化，并且 随着工作频率、相对夼 电常数 、夼质层厚度的 增加 ，频率变化量亦相应增大。如果在设计 中忽略 矗载的影响，则此 变化量就 会 固为徽 带天线 固有 的窄带特性而使天线性 能降低 。本文提 出的曲线可用于设 计覆盖介质层 以预防姑冰等不 良影响的徽带天线 理论计算和赛验得 出的谐振 频率变化量能很好地吻合一致 。 一 、 引 言 由于微带天线具有低剖面性和易于共面特性，它 已被广泛使用在弹上和航天系统设 备中。这些应用都需要在微带辐射元外面覆盖介质层 以预防高温、机械损坏及恶劣环境 条件 的影 响。并且 ，覆盖介质层亦提高 了微带天线的功率容量 。 当微带天线有保护层 以预 防结冰、等离子体影响时，谐振频率改变，从而导致失谐， 以至严重降低系统性能 由于微带天线带宽较窄 (平均值约为 l～2％)，所以计算出介 质层对微带天线谐振额率的影响极为重要，它能使设计 的天线得到合理修正 。 二、谐 振 频 率 ● 矩形微带天线 (如图l示)，其最低谐振频率 fr可用下式精确的计算t ： 7—_ (1) — 石 导—F C～：3…×10m／s 血=0~412告·L一u．zbS)L，+u， (2) = 旦 !二． ． ／》1) (3) 2 (1+12·h／u,)§ 上式中的参数示于图 1， 和 ￡分别为相对介电常数和有效介电常数。 在设计微带贴片辐射元时，当介质材料及其厚度确定后，宽度 的 选择极为重要。 ． 25 · 维普资讯 由C3)式，如 已知时，s取决于 ，而单元尺寸 工又取决于E。 的值影响着微带天 线 的方 向性系数、辐射 电阻及输入阻抗 ， 从而影响着频带宽度和 辐 射 功 率。同 时， 的 尺寸的选取直接支配着微带天 线的总尺寸。Ⅳ值较小会降低天线的效 率 而Ⅳ 值较大，大于下式时又会导致 高次模出现，从而 引起场 的畸变 。 Ⅳ=云 ( ) (4)