采用口徑耦合饋電的5.8GHz天線的設(shè)計(jì)

其中，nL1和nL2為貼片和縫隙之間的阻抗轉(zhuǎn)化率，具體數(shù)值可以由下式給出：

總的輸入電阻的計(jì)算公式為：

其中，Zcf、kj和t分別為微帶饋線的特性阻抗和波數(shù)以及開路線的長度，n為縫隙和微帶饋線之間的阻抗轉(zhuǎn)換率。
因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.104case.com/news/listbylabel/label/天線">天線的兩個(gè)諧振模是由耦合縫隙的長度決定的，因此通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)十字縫隙的長度，便可以得到理想的圓極化。不等長的縫隙可以激勵(lì)出兩個(gè)相近的諧振模式，為了得到圓極化，這兩個(gè)模式需要幅度相近而相位相差90度。當(dāng)縫隙L1的長度大于縫隙L2時(shí)，可以得到右旋的圓極化，而當(dāng)縫隙L2的長度大于縫隙L1時(shí)，左旋的圓極化便可以被激勵(lì)出來。

3 天線參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果分析
a)天線基片介質(zhì)的選擇
根據(jù)腔模理論，微帶貼片天線可等效為一漏波諧振腔，盡管有較強(qiáng)的輻射，但它依然是品質(zhì)因數(shù)Q值較高的諧振系統(tǒng)。為了有效降低微帶天線的品質(zhì)因數(shù)Q值，必須選擇介電常數(shù)較低、厚度較厚的介質(zhì)，而對(duì)于饋電基片，選擇較薄的基片將有效降低來自饋線的偽輻射，在本例中，由于采用了口徑耦合饋電方式，因此可以針對(duì)不同的需要來分別選擇。但輻射基片的介質(zhì)厚度并不能太厚，否則容易在貼片天線表面激勵(lì)起不必要的高次模和偽輻射，通常其最大值不能超過0．052λ。
b)耦合縫隙寬度的選擇
耦合縫隙的寬度對(duì)天線整體性能的影響較小，其值可以用來對(duì)天線的阻抗匹配進(jìn)行調(diào)節(jié)。通常，當(dāng)增大天線輻射基片的厚度時(shí)，也需要加大縫隙的寬度來增強(qiáng)耦合度。在文章的研究當(dāng)中顯示，天線對(duì)其數(shù)值的變化并不敏感，一般使其小于縫隙長度的十分之一即可。因此在應(yīng)用當(dāng)中，可以根據(jù)實(shí)際情況具體選擇。如在本天線當(dāng)中，進(jìn)一步減小縫隙的寬度可以達(dá)到更好的匹配結(jié)果，但是考慮到實(shí)際制作的方便，便將其定為1mm。
c)饋線開路端長度的選擇
饋線開路端的長度既饋線開路端到中心點(diǎn)的距離。其值常用來調(diào)節(jié)口徑耦合天線的電抗，為了貼片天線與饋線可以達(dá)到最優(yōu)化的阻抗匹配，其值一般選擇為四分之一波長即可。同時(shí)，它的數(shù)值變化也會(huì)引起天線諧振頻率的輕微變化，因此在天線的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，也可以綜合考慮，在保證阻抗匹配的前提下，利用它來對(duì)天線的頻率進(jìn)行微調(diào)。

4 結(jié)束語
在文章當(dāng)中，針對(duì)ETC系統(tǒng)的OBU單元，設(shè)計(jì)了一種十字縫隙口徑耦合饋電的右旋圓極化微帶天線，并且對(duì)其饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了等效模型的分析。本天線模型結(jié)構(gòu)緊湊小巧，不僅可以滿足設(shè)計(jì)的需要，而且可調(diào)參數(shù)眾多，設(shè)計(jì)自由度比較高。通過合適的選擇各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值，設(shè)計(jì)出的天線可以滿足寬頻帶、高增益的要求。