一種共面波導饋電寬帶圓極化方形縫隙天線

1引言

由于印刷寬縫隙天線具有寬帶阻抗、單金屬層和易與有源電路集成等優點，因而在設計軸比帶寬增強的圓極化天線中被越來越多地選用。通過在方形縫隙中設計微擾結構，這類天線可以實現一個較寬的軸比帶寬。微擾結構包括加載一個十字型貼片，一個T型地板金屬帶，一對L型地板金屬導帶，或從饋線延伸出L型可調枝節和一對地板導帶。

本文提出的寬帶圓極化縫隙天線的微擾結構是在地板的兩個角的方形導帶上加載E形縫隙。3dB軸比帶寬可以通過改變E型縫隙的中間縫隙的長度來調整，最優的3dB軸比帶寬可達32.8%，對應中心頻率為2165MHz，VSWR≤2的阻抗帶寬可以達到54.8%。

2天線結構

所提出的圓極化縫隙天線如圖1所示。天線印制在邊長為G=60mm，介電常數為，厚度為h=1.6mm，損耗角正切為的方形FR4基片上。采用50om共面波導饋電，饋線的長度和縫隙的寬度分別為Wf=4mm和g=0.5mm。伸入到縫隙的輻射單元長為Lt+g，而后面長為Lt的線展寬為Wt=8mm。地板對角的兩個方形地板邊長為L2=15mm，在這兩個方形導帶上加載E型縫隙來實現寬帶圓極化輻射。E型縫隙的長和寬都設計成L=14mm，中間縫隙的長度為Ls，改變Ls可以調節天線的3dB軸比帶寬而幾乎不影響天線的阻抗帶寬。構成E型縫隙的每條窄縫隙的寬度都為W=1mm。圖示的結構將分別在+z和-z方向上激勵出左旋和右旋圓極化波。

圖1天線結構圖

如果將對角上的兩個方形地板及E型縫隙換到另兩個對角上，則將在+z和-z方向上激勵出右旋和左旋圓極化波。

圖2Ls不同尺寸時天線的回波損耗仿真曲線