一種雙面印刷偶極子天線

1引言

偶極子天線是一種最基本的單元形式，既可獨立使用，也可作為大型天線陣的輻射單元。采用微帶平衡巴倫饋電的印刷偶極子天線具有剖面薄、重量輕、體積小、成本低、便于集成和組成陣列等優點而得到廣泛的應用。而一般的印刷偶極子天線存在帶寬較窄、交叉極化電平過高等缺點。

本文提出了一種雙面印刷偶極子天線，在傳統微帶巴倫饋電的單面偶極子基礎上，多加了層介質在巴倫兩側雙面印刷偶極臂，改變了巴倫饋電的電場分布，使得橫向交叉極化電場分量相互抵消降低了天線的交叉極化特性。并通過調整巴倫結構，獲得了良好的雙諧振匹配，達到了展寬帶寬的效果。

2天線結構與設計

印刷偶極子天線由兩部分組成：在一塊介質板上一面印刷平衡巴倫饋電結構，另一面印刷偶極子臂。

傳統單面印刷偶極子天線結構如圖1所示；雙面印刷偶極子天線結構如圖2所示。從兩張圖比較來看，前者一層介質，一面是偶極子臂，另一面是微帶巴倫；后者雙層介質，兩面都為偶極子臂，中間相當于帶狀線的巴倫。從圖1右側可以看出，單面偶極子天線的巴倫會帶來橫向交叉極化電場分量；而圖2中，雙面偶極子天線巴倫的橫向電場分量相互抵消，這樣大大降低了天線的交叉極化電平。

圖1單面印刷偶極子天線

微帶巴倫在這里起到了平衡-不平衡轉換和阻抗匹配的作用。它的等效電路模型如圖3所示：

圖2雙面印刷偶極子天線

圖3平衡巴倫結構等效電路圖

印刷振子一般都具有雙諧特性即在帶寬內有兩個諧振點，當兩個諧振點相距較遠時，每個諧振點附近的駐波曲線較尖銳，諧振點之問的頻率點上駐波較大，只有在兩個諧振區部分重合時，才有可能在滿足駐波要求的條件下獲得較大的帶寬。通過調節參數s、hs、hm、Wm和lm(即開路線寬度長度和開槽的寬度長度及匹配段的寬度長度），可以使其阻抗在很寬的頻帶內匹配。