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1,微带天线理论与应用

不论何种天线都基于电磁场理论,即交变的电磁场在阻抗匹配的情况下,会无反射地传输,随着电磁场频率的逐步提高,它附着在导通里面的能量将越来越少,多数向导体表面和空间传播,形成天线作用。微带天线与其它形式天线类似。2.4G这个频段是公共频段,蓝牙等小功率设备都使用。手机频段虽然不是2.4G,但是它的天线很多都是微带天线。

微带天线理论与应用

2,微带天线的介绍

微带天线(microstrip antenna)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。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。

微带天线的介绍

3,微带天线求解释一下T T

首先,s波段在2~4GHz,成为带宽的地方是s11小于-10dB的地方,打个比方,比如你设计个中心频率在2.4GHz的天线,带宽要100M的话,在2.3~2.5GHz内的s11都要小于-10dB,最小的地方在2.4GHz。增益应该是电场增益,dBi只是相对于全向天线来的阵列天线可以去下载书看看,微网上好多,去搜搜吧
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4,微带天线的简介

结构与分类微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念,但并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有一些零星的研究,真正的发展和使用是在70年代。常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上,一面附上金属薄层作为接地板,另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片,利用微带线和轴线探针对贴片馈电,这就构成了微带天线。当贴片是一面积单元时,称它为微带天线;若贴片是一细长带条则称其为微带振子天线。图1所示为一基本矩形微带天线元。长为L,宽为W2的矩形微带天线元可看作一般低阻传输线连接两个辐射缝组成。L为半个微带波长即为λg/2时,在低阻传输线两端形成两个缝隙a-a和b-b,构成一二元缝阵,向外辐射。另一类微带天线是微带缝隙天线。它是把上述接地板刻出窗口即缝隙,而在介质基片的另一面印刷出微带线对缝隙馈电。按结构特征把微带天线分为两大类,即微带贴片天线和微带缝隙天线;按形状分类,可分为矩形、圆形、环形微带天线等。按工作原理分类,无论那一种天线都可分成谐振型(驻波型)和非揩振型(行波型)微带天线。前一类天线有特定的谐振尺寸,一般只能工作在谐振频率附近;而后一类天线无谐振尺寸的限制,它的末端要加匹配负载以保证传输行波。微带天线的性能微带天线一般应用在1~50GHz频率范围,特殊的天线也可用于几十兆赫。和常用微波天线相比,有如下优点:(1)体积小,重量轻,低剖面,能与载体(如飞行器)共形(2)电性能多样化。不同设计的微带元,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(3)易集成。能和有源器件、电路集成为统一的组件。微带贴片形状贴片形状是多种多样的,实际应用中由于某些特殊的性能要求和安装条件的限制,必须用到其他形状的微带贴片天线。例如,国外某型炮弹引信天线要求半球覆盖的方向图,即E面和H面方向图在端射方向()的电平也要求在半功率电平以上,而规则的矩形或圆形贴片无法满足。因此,为使微带天线适用于各种特殊用途,对各种几何形状的微带贴片天线进行分析就具有相当的重要性。

5,微带天线的相关内容

应用分析与设计方法应用情况微带天线具有小型化、易集成、方向性好等优点,因此其应用前景广阔,尤其可在无线电引信上积极的推广与应用。现以国外某型炮弹引信为例,简要说明微带天线在引信上的分析与设计。该引信是—调频体制引信,天线部分由头部的塑料封帽、微带贴片和金属底板组成,安装在弹体头部。该天线在电流不连续点形成等效磁流源,靠改变各磁流的位置,可改变天线的方向性。馈电方式与阻抗矩形微带天线的馈电方式基本上分成侧馈和背馈两种。不论那种方式,其谐振输入电阻Rin很大,为使Rin与50Ω馈电系统相匹配,则阻抗变换器是不可少的。为实现匹配,输入阻抗的大小必须知道。整个微带天线的输入导纳可看作是一个缝的导纳,经长度为L的低特性阻抗传输线变换后,再与另一个缝的导纳并联,谐振状态其输入电纳为零,输入导纳等于两倍的输入电导Yin-2G∑〃当Wλ时,G∑〃=w2/90λz其值通常比微带传输线的特性导纳小很多,接近开路状态,因此限制了天线的阻抗频带。为了使频带加宽,可增加基片的厚度,减小基片的εr值,以使特性导纳降低;再增加W使辐射电导提高。 由上式可见,方向函数由两个因子组成,其中一个sinθ即基本磁阵子的方向函数;另一个就是长度为L的等幅同相连续阵的阵因子。矩形微带天线单元的辐射就等于上述裂缝组成的间距为L的二元阵的辐射。如图3所示二元阵本文转自微波仿真论坛天线的辐射场为 ,r是微带中心到场点的距离。由于hλ,故F2(θ,φ)≈1同样(4)  由上式可见,若φ=0,则此平面上仅有Eθ分量,故此平面为E面;而在φ=90°平面,Eθ=0,仅有Eφ分量,故为H面,这是与波传播方向垂直的平面,最大辐射方向在θ=0即z轴。这是因为激励二元阵的特点。该型炮弹引信微带天线采用侧馈方式,在制作侧馈的矩形微带天线时,可按下述方法实现匹配:将中心馈电天线的贴片同50Ω馈线一起光刻制作,实测其输入阻抗并设计出匹配变换器,然后在天线辐射元与微带馈线间接入该变换器就做成所需的天线。辐射模型图4所示为该型天线式样图4 某型引信微带天线由实地测量、试验等方法,可得出其εr,f0,h,W,L,并由上述公式得出微带天线εe,λg,Z0。 以传输线理论分析方法为依据,用等效磁流的观点建立模型。同时根据电压波形考虑微带两开口端辐射,以及两转折弯头的辐射,给出各不连续处的电场,得到磁流的大小与方向。由于金属底板的反射,用镜像的原理得其相应的场源分布情况。微带天线上各处辐射情况如图5所示。图5 该型微带天线的辐射模型定量分析方法由天线辐射原理模型可以看出,共有6对磁流源,y轴平行排列着Im6Im′6,Im1Im′1,Im3Im′3,Im5Im′5,x轴轴向排列有Im2Im′2,Im4Im′4等。求解总辐射场时,可看作是这5个二元缝阵辐射场的叠加。图5中所标的字母Im1,Im2,Im3…等,是以Im1点为参考所作的归一化,用来表示各辐射点电场幅值的大小;另外用β1,β2,β3表示Im3,Im5,Im6点电压相位滞后于Im1点的数值。这些数值的获取是通过对微带贴片的实际测量,代用公式求得微带上传输波的波长并求得相应的波形,这样各点相位滞后情况就可知道,代用式(1)便可求出各点的等效磁流的大小。由于测量的误差,势必造成计算结果的失真,严重时,可能导致所得到的天线参数与实际情况背离很远。针对上述辐射源排列,现简单的作一探讨,列出其辐射方程,供大家讨论。该情况下,天线方向图的E面、H面上有水平和垂直两种极化方式。求解时单独考虑。(1)φ=90°平面上,Im1-Im′1,Im6-Im′6,Im3-Im′3,Im5-Im′5组成的辐射阵,在该面上只有Eφ分量,Im2-Im ′2,Im4-Im′4组成的辐射阵,则只有Eθ分量。所以存在两种极化方式。公式如下: 上述式(5)、(6)、(7)、(8)描述了该型微带天线辐射的情况。C语言编程实现该过程。由模拟出的方向图可以较清楚地看到,φ=90°平面即垂直于弹轴的赤道面上,天线的方向图呈两个8字型,一个为竖8字型,一个为横8字型,这一点与实测的天线方向图相符合。φ=0°平面即平行于弹轴的子午面上,水平极化为一前倾的半圆形,这与实际也相符,但是垂直极化的方向图与实测的方向图不够符合。其原因与尺寸测量误差有关。改变介质板的厚度,介电常数,微带贴片的宽度等,就从根本上改变了微带传输线上的波形(传输波长λR与上述参数有密切的关联)。从对方向图影响的角度来看,赤道面上影响不大,但在子午面上影响明显,前倾的半圆形可能会变成横8字型(当然这是在保证天线尺寸不变的情况下)。微带天线

6,微带天线理论与应用

1、微带天线理论如下: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。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。2、微带天线应用如下:微带天线在民用上面常见于微波雷达传感器,如:24GHz雷达传感器,相对于传统的喇叭天线,传感器具有体积小,方向性好,使用方便等特点。
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不论何种天线都基于电磁场理论,即交变的电磁场在阻抗匹配的情况下,会无反射地传输,随着电磁场频率的逐步提高,它附着在导通里面的能量将越来越少,多数向导体表面和空间传播,形成天线作用。微带天线与其它形式天线类似。2.4G这个频段是公共频段,蓝牙等小功率设备都使用。手机频段虽然不是2.4G,但是它的天线很多都是微带天线。

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