一种新的小型圆极化微带天线.PDFVIP

空间电子技术 年第 期 52 SPACE ELECTRONIC TECHNOLOGY 2005 4 一种新的小型圆极化微带天线 李强 鄢泽洪 张小苗 （西安电子科技大学天线与电磁散射研究所，西安 7 1007 1） 摘 要 文章提出了一种新的小型圆极化微带天线。在方形微带贴片上开了 个十字 5 槽，以降低天线的工作频率；在贴片的对角线上选择合适的馈电点馈电，可以实现圆极化辐 射。该天线在保证增益等指标的情况下，能够很大程度地降低天线的工作频率，与相同尺寸 的常规天线相比较，其频率降低了16 % 。 主题词 小型化 圆极化 十字槽 微带天线 1 引 言 随着现代移动通信技术的发展，对手持终端天线，尤其是微带天线的尺寸、性能有了更高的要求， 因此，国内外学者针对微带天线小型化技术已做了广泛而深入的研究。其中，减小微带天线尺寸主要 有以下几种方法：一是采用高介电常数的介质，天线的谐振频率固定时，尺寸与 成反比，介电常数 ! ! ! 增大，天线的尺寸将减小，但是微带天线的增益和带宽也随 的增大而减小，限制了此方法的应用； ! ! 二是采用短路探针，附加短路探针并将其靠近馈电探针时，可以在很大程度上减小贴片尺寸，这是减 小尺寸最明显的方法，其原理是利用短路探针和同轴探针之间形成强耦合，等效于一个电容加载，进 行阻抗补偿，但是短路探针和馈电探针之间距离很近，对输入阻抗的特性影响非常敏感，不易加工和 调试，另外这种天线的频带窄，增益低，因此也限制了其使用；三是在微带贴片上开槽，以延长贴片表 面的电流路径，从而降低天线的谐振频率，这是目前小型化技术中的主要方法，因为开槽不仅能够降 低天线的谐振频率，而且还能够保证一定的增益和带宽，对天线性能的影响不大，也易于实现圆极化 和双频双极化特性。近年来，已经研究发表了许多小型圆极化的微带天线，如在三角形微带贴片上， ［］ ［］ ［］ 1 2 3 开不等臂长的十字槽 或开不等臂长的 形槽 ；在圆形或方形微带贴片上插入 个缝 ，或者 个 Y 1 4 ［］ 4 不等长的缝 等。这些天线都实现了圆极化辐射且减小了天线的尺寸，然而以上这些天线都是单纯 为了减小尺寸，尺寸下降可以达到 ，但是天线的增益通常都低。如在文献［］中介绍的微带天 50 % 5 线，它是在天线的拐角处开了4 个不等长的缝，并且还在拐角处切角，实现了圆极化。该天线的谐振 频率下降了约20 % ，尺寸缩小了约36 % ，但是其增益却只有 2 . 8 dB 。文章研究一种新的小型微带天 线，采用开槽的方法，在给定的工作频率下，它不仅缩小了天线的尺寸，还保证了较高的增益，而且实 现了圆极化辐射，增益高于4 . 5 dB ，尺寸减小达30 % 。 2 天线结构与设计 如图 所示，