寬帶平面螺旋天線(xiàn)的研究與設計

1．1 天線(xiàn)輻射元的設計
阿基米德螺旋天線(xiàn)是一種自互補天線(xiàn)，即天線(xiàn)臂寬與間隔相等。對于自互補結構的天線(xiàn)，由巴俾涅原理知其輸入阻抗為60πΩ。如微帶襯底介電常數為εr，則輸入阻抗選擇普通基板εr=4．6，基片厚度h=1 mm，這樣天線(xiàn)的輸入阻抗約為Z0=112．6Ω。天線(xiàn)外圈周長(cháng)必須大于1．25倍λmax，饋電點(diǎn)間距必須小于λmin／4。
1．2 背腔設計
要獲得單向輻射，需要用到反射腔，也可以在背腔內填充吸波材料，考慮到增益，本文腔體內部不填充吸波材料，而直接采用λ／4扼流套作為背腔。其基本結構如圖2所示，在同軸線(xiàn)外部加上一個(gè)長(cháng)度為λ／4的金屬套，底端與同軸線(xiàn)外皮短接，該金屬套與同軸線(xiàn)的外導體構成一個(gè)特性阻抗為Zc的新同軸線(xiàn)L，且終端短路。易知，終端短路的λ／4長(cháng)的同軸線(xiàn)有開(kāi)路效應即從L頂端向下看去，特性阻抗為Zc的同軸線(xiàn)的輸入阻抗為無(wú)窮大，也就是說(shuō)如果在該段傳輸線(xiàn)上有電壓電流分布，則最頂端為電壓腹點(diǎn)，電流節點(diǎn)，從而這種結構有一定的扼流作用。

1．3 輸入阻抗匹配設計