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如何实现一种S波段宽带微带贴片天线阵列的设计
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2020-07-08
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微带天线是应用最广泛的天线之一，它具有体积小、重量轻、低剖面、能与载体共形等优点，目前已成为天线领域中研究的热点之一。采用层叠贴片天线结构可以有效增加微带天线带宽；采用口径耦合的馈电方式可以减少馈电网络对天线辐射单元的耦合。本文综合运用口径耦合理论、多层贴片结构设计出一种工作在S波段的宽带微带贴片天线单元，并以该天线单元为基础，采用 E面排列形式组成2元线阵。利用电磁仿真软件对该天线阵进行了仿真优化。文中给出了仿真结果，证明该天线阵具有宽频带、低交叉极化等优良性能。
1 天线单元设计
设计的天线单元结构如图1所示。单元采用有利于展宽天线频带的双层方形贴片结构，下层为激励贴片，尺寸为46 mm；上层为寄生贴片，尺寸为40 mm。第一、二层介质板使用介电常数较低的泡沫材料，以利于场的辐射，同时也降低了微带天线的Q 值，进一步增加了天线的带宽。第一层介质板厚度为11 mm，第二层介质板厚度为4 mm。第三层介质板为馈电层，使用介电常数较高的环氧树脂材料，以利于场的束缚，厚度为1 mm。第二、三层介质板之间为开缝接地板，在中心位置刻有一条矩形缝，缝宽为6 mm，缝长为24 mm。第三层介质板的下方是馈电网络，微带馈线采用中心正馈的方式，以增强辐射贴片与馈线之间的耦合，馈线宽度为1 mm。
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