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微带天线

发布时间:1970-01-01

微带天线

什么是微带天线?微带天线在一个薄介质基片上,一面附上金属薄层作为接地板,另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片,利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。下面我们就一起来看看微带天线的内容。

微带天线

微带天线


微带天线分2 种

①贴片形状是一细长带条,则为微带振子天线。

②贴片是一个面积单元时,则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙,而在介质基片的另一面印制出微带线时,缝隙馈电,则构成微带缝隙天线。

在有金属接地板的介质基片上沉积或贴附所需形状金属条、片构成的微波天线。


微带天线应用


     近几年来,人们研究和设计了许多改进型的微带天线,如在微带贴片和接地金属板间加入一根很细的金属连接针,或在介质板或接地板上蚀刻出周期性结构从而产生出电磁带隙等等。

     由于微带天线有独特的优点而缺点随着科技的进步正在研究克服,因此它有广阔的应用前景。一般说来,它在飞行器上的应用处于优越地位,可用于卫星通讯、天线电高度表、导弹测控设备、导引头、环境监测设备、共形相控阵等。微带天线在地面设备上应用也有其优势方面。特别是较低功率的各种民用设备,例如医用徽波探头,直播卫星的接收阵以及当前的蓝牙设备的收发天线等,由于 微带天线能集成化,它在毫米波段的优势是明显的。


微带天线特性参数


特性阻抗 ; 
传播波长 ; 
传播常数式中εe为等效相对介电常数,εr为介质板介电常数。
空气微带天线特性阻抗Z0


微带天线辐射原理分析


微带天线中有一维的尺寸远远小于波长,因而天线剖面很低(天线薄),有利于共形设计保证优良的空气动力特性。图1所示的长为L,宽为W2的矩形微带天线元可以看作一般的传输线连接两个辐射缝组成。低特性阻抗的传输线是由微带馈线扩展其宽度W1为W2而成,其长度L为半个微带波长,即λg/2。在低阻传输线两端形成两个缝隙(a-a,b-b),那里的电场分解为两个分量,其中En与接地板垂直;另一个与接地板并行,记作E1〃,由于L=λg/2,垂直分量反相,平行分量同相,因此在垂直于辐射源的方向上,水平分量有最大辐射分量,而垂直分量相互抵消。试验表明,电场的水平分量在辐射源的两个端部,各向外延伸一个介质板厚度h的长度内存在。这样就可近似认为微带天线元的辐射等于两个长度为W2,宽度为h,间距为L的裂缝组成的二元阵的辐射。

微带天线

微带天线


微带天线优缺点


        微带天线是二十世纪中后期逐渐发展起来的一种新型天线,由于其具有尺寸小、成本低、结构牢固和工艺简单等优点,同时还可方便的实现线极化或圆极化以及双频工作,因而被广泛应用于通信、广播和航空航天等领域。

        和常用的天线相比,它有如下一些优点:

        体积小,重量轻,低剖面,能有与载体共形,并且除了在馈电点处要开出引线孔外,不破坏载体的机械结构,这对于高速飞行器特别有利。电性能多样化。不同设计微带元,其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整,易于得到各种极化,特殊设计的微带元还可以在双频或多频工作。能和有源器件,电路集成为统一的组件,因此适合大规模生产,简化了整机的制作和调试,大大降低了成本。

        缺点是:

        频带窄,主要是谐振式微带天线。损耗较大,因此效率较低,这类似于微带电路。特别是行波型微带天线,在匹配负载上有较大的损耗。单个微带天线的功率容量较小。介质基片对性能影响大。由于工艺条件的限制,批量生产的介质基片的均匀和一致性还有欠缺。

通过本文的具体讲解后,大家是否对微带天线有了新的了解了呢?在科技发展迅速的现在,我们要好好学习科学文化知识。同时,希望本文能为有需要的读者带来帮助。

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