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工作原理
辐射场和方向图
输入导纳与谐振频率
工作原理
传输线模型是微带天线的最简化分析模型,它将一矩形贴片天线等效为一段传输线。主要用于薄矩形贴片。
传输线模型理论的详细分析步骤大致可以分为三步。首先,结合传输线的理论,计算出天线两端缝隙截面的电场切向值。然后,利用等效原理,对缝隙处的面电流密度进行分析求解,进而计算出缝隙的辐射特性。最后,根据天线的输入导纳计算出天线的贴片长度和工作频率。
辐射场和方向图
如图所示的矩形贴片天线,贴片尺寸为l*w,介质板厚度h<<λ。天线的辐射主要源于金属辐射贴片与地板之间的缝隙激励出的电磁场。贴片与地板间窄缝上的电场分布如图所示。
从图中可以得到:
1)两侧边的垂直电场分量彼此反向,故辐射相互抵消;
2)辐射主要由两端边的水平电场分量贡献;
3)辐射部分可以等效为二元的缝隙天线阵。
单缝的辐射
单缝的等效面磁流密度为:
单缝的辐射场为:
矩形微带天线的辐射场
以相距l的二元阵因子乘以单缝的辐射场,便可以得到矩形微带天线的辐射场:
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由上式可得两个主平面的方向图函数:
输入导纳与谐振频率
缝隙辐射功率为:
缝隙两端有一辐射电导Gr,则
辐射电导:
微带天线的等效电路如图,矩形贴片可以表示为相距l的两条具有复导纳Y=Gr+jBr的缝隙。微带线的特性导纳为Yc。
输入导纳为:
考虑到开路效应的边缘效应
谐振时Yin的虚部为0,得Yin=2Gr,谐振长度为:
△l可以由经验公式求出:
谐振频率为:
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