非交叉饋電的印刷對數周期天線的頻域特性

3.1寬帶特性分析

通過對印刷在介質基片正面的10副對稱振子的饋電點處的電流密度進行仿真，取1、5、10號三個典型振子的饋電電流進分析，如圖2(a)所示。三個對稱振子的諧振頻率分別為3.4GHz、6.3GHz、9.5GHz，頻率跨度很大，如果振子的數目足夠并且間距適當，必然會使天線成為超寬頻帶的天線，本文天線的振子數目為10個，最終天線饋電處的電流就形成了如圖2(b)所示的具有超寬頻帶的電流，從而使天線的反射系數在超寬頻帶內（3.23-9.84GHz）低于-10dB，如圖2(b)所示。

（a）振子表面電流

（b）集合線表面電流

圖2天線金屬表面電流仿真結果

3.2定向輻射特性分析

通過對印刷在介質基片正面的10副對稱振子的饋電點處的電流密度進行仿真，根據仿真結果繪制了3個頻點處的各個對稱振子的饋電幅度（歸一化后）值和相位值，如圖3所示。

（a）3.4GHz （b）6.3GHz （c）9.5GHz

圖33個頻點處的各個對稱振子的饋電幅度和相位

圖3(a)表明，在f1=3.4GHz處，按照電流幅度值由大到小排列，前三位是1-3號振子，也就是較長的三個振子，將這三個振子的電流密度用相量表示，則1-3號振子的相位依次減小。同樣地，在f2=6.3GHz和f3=9.5GHz的典型頻率處有類似的規律。電流幅度前三位的振子輻射就可以基本上描述整個10個對稱振子所組成的天線陣的輻射規律。由于振子的序號越大，則其上的電流相位越小，則根據天線陣的理論可以說明天線的輻射是向著短振子一端輻射。圖4-圖5給出了三個主要振子所組成的天線陣的和對數周期天線在相應的典型頻點處的輻射方向圖的仿真結果，說明對數周期天線在工作頻帶內的固定頻點處的輻射特性可以用諧振于這個頻點附近的三個主要對稱振子所組成的陣列等效計算。這樣就解釋了本文所設計的非交叉饋電的印刷型對數周期天線的輻射機理。

（a）3.4GHz （b）6.3GHz （c）9.5GHz

圖4等效陣列輻射方向圖

（a）3.4GHz （b）6.3GHz （c）9.5GHz

圖5對數周期天線輻射方向圖