一種同頻方向圖可重構平面折合偶極子微帶天線(xiàn)

研究表明參數L1、Lg、L3、L4、W1、s1、d2是影響天線(xiàn)帶寬和輻射方向圖的關(guān)鍵參數，將通過(guò)優(yōu)化確定其取值。確定過(guò)程，分為兩步完成，首先是設計一個(gè)定向的微帶天線(xiàn)，根據目標優(yōu)化得到L1、Lg、s1、d2取值，然后在定向微帶天線(xiàn)的基礎上設計全向的微帶天線(xiàn)，根據目標優(yōu)化得到L3、L4、W1的取值。

仿真過(guò)程中，開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)即連接上寬度為0.5mm的貼片，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)則去掉該貼片，即采用理想的開(kāi)關(guān)模型。

2.1確定參數L1、Lg、s1、d2

根據表1輻射方向圖與開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)的對應表，天線(xiàn)的輻射為定向方向圖時(shí)，開(kāi)關(guān)A處于斷開(kāi)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)B和C處于閉合狀態(tài)，微帶饋線(xiàn)對左邊的折合偶極子饋電，開(kāi)關(guān)D處于斷開(kāi)狀態(tài)，調節臂不起調節作用。待優(yōu)化參數及優(yōu)化結果如表2所示。

表2待優(yōu)化參數及優(yōu)化結果(mm)

2.2確定參數L3、L4、W1

在定向輻射方向圖的天線(xiàn)結構基礎上進(jìn)行全向方向圖輻射方向圖天線(xiàn)的設計。當L3=0mm、L4=0mm、W1=0mm，定向輻射天線(xiàn)結構與全向輻射天線(xiàn)結構所對應的回波損耗圖2。從圖可以看到，定向輻射方向圖對應天線(xiàn)結構的工作頻帶在3.7GHz～4.4GHz,相對帶寬約為17%。而從全向輻射方向圖對應天線(xiàn)結構的回波損耗曲線(xiàn)在3.5GHz～4.5GHz內不能獲得良好的匹配。

為了實(shí)現該可重構天線(xiàn)的同頻工作，使天線(xiàn)開(kāi)關(guān)安裝于距微帶饋線(xiàn)邊沿L3的位置，但這使天線(xiàn)的工作頻率升高，為了使天線(xiàn)保持同頻工作，在微帶饋線(xiàn)的右邊增加了一個(gè)調節臂，一方面是可以降低天線(xiàn)的工作頻率，另一方面可以調節天線(xiàn)的阻抗匹配。待優(yōu)化參數及優(yōu)化結果如表3所示。

根據優(yōu)化得到的參數結果計算得到天線(xiàn)的總體尺寸為38.4mm×23.2mm×1mm。

圖2回波損耗曲線(xiàn)