微带天线阵与馈电网络分析.pdf

《微带天线阵与馈电网络分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、微带天线阵与馈电网络分析纽曼特汉摘要。本文介绍微带天线阵的一种分析方法利用精确的积分方程拒量法求解分析了。阵的单元及单元间的互藕利用广义的戴维南定理来分析徽带阵单元的组合及其传,。输线馈电网络这种方法已用于解决串馈微带阵的具体问题一、引言。禾父介绍了利用戴维南定理对微带天线阵及其微带传输线馈电网络的分析方法微带天。,,线是被即制在一块薄的接地介质板上的金属片其主要的优点是重量轻可嵌入式安装造价低廉舀由微带传输线所组成的整个天线阵列及其馈电网络都被蚀刻或镀在一块单独的基板。上。十五年来人们在微带天线方面作了大量的理论工作和实验工作电气与电子工程师协会‘”,夭线与传播会刊时年月第期

2、专刊发表了有关微带天线的文章对撷带天线及阵列。技术作了极好的评论而目前分析薇带天线及其他的印制龟路天线的最新成就是利用积分方‘。程技术该技术是利用精确的萨默菲尔德型格林函数来分析单个单元及阵的互藕。微带串联天线阵是由微带传输线串联的微带单元线性阵组成的由于这种结构馈电线长,。、度最短因而也使沿馈线的辐射最小它还具有大功率波束可控以及能实现频率扫擒天线。琼斯、,乔和。阵的优点西托用微带传输线模拟微带单元对微带串联天线阵作了分析本文也,‘,将分析串联馈电微带阵然而分析方法与琼斯等人用的方法相比有两个优点第一本文采用更精确的积分方程式并借助于萨默菲尔德型格林函数来模拟单个的微带单元及

3、单元’的互,。,辐第二本文采用了广义的戴维南定理并计入传输线馈电网络的影响显然这种近似法。、的优点是可以推广到对其他结构的馈电网络的分析用这种方法可以解天线阵钓输入阻抗。。阵单元及馈线中的场及电流下一节将讨论串联微带阵中戴维南定理的运用问题接着再简。,单地讨论一下作为微带传输线与微带单元片连接的馈电模型最后将计算结果与实测结果。进行比较二、理论。盆维南等效值。,,图为杯个单元的微带天线线性阵的顶视图和何视图其基片厚度为介电常数为枉,,。,。。。对有损耗的基片而言为复数外部媒质卜是均匀的所有的场和电流都被认尸产写甲端龟端图‘争馈微带阵的项视图和侧视图,。。为是卜的时间谐波各单元用

4、微带传输线相互连接起来单元的尺寸和间距以及微带传输线的宽度可能是不同的从而它们的特性阻抗和传播常数也不相同每个天线阵单元可看,一,么。。“十”,作有两个端口因而第个单元其输入端为输出端为端接在微带片上“一。,舒端连至蒸片下面的接地板因此个单元可认为有”个与此相应的微带传输线,“柳。也可看作为个端口的馈电网络整个阵列是由外加电流毛入向端口工俄电可以发现这种短而固定的线电流是对边缘俄电或同轴馈电假如有,小的感抗欲加到输衣阻抗。。。上时的一种理想模式在口处端接一个集中负载在第单元上的表面电流密度表,,·。示为’⋯。端天线阵及端馈电网络可用广义戴维南定理或诺顿原理来分析莫茨和哈林顿将。

5、。这些原理演变成对电磁问题特别有用的形式下文将对他们的工作做简单的论述在本文所,,描述的情况下由于计算开路阻抗矩阵要比计算短路导纳矩阵方便因此这里仅使用戴维南定理。,,,淮憾的是这种解的表示符号十分复杂但可。采用下列规定使之尽量简化,,’天残件用小写字母及下标和义浑气二,⋯⋯,,表示片电流的有关量而符号狡夕几。。灌拿或分别表示有或无馈电网络时的片龟流一‘一,,“幻用大写字母及下标和父招乞眨·。」,⋯,’表示馈电端的有关量表列出。了许多重要量的符号图表示阵及与之相连负载或馈电网络的戴维南等效电图阵及其馈电网络。·,,,,,。路根据戴维南定理端电流一为阶的戴维南等效电路。矩阵方程的

6、解〔〕二一又,其中〔〕和〔〕分别为阵列以及馈电网络的开路阻抗矩阵而肇为梦坪端开路电压矢量,一,““及护是由外加电流在端所感应的电压。无恤电网络时具体单元的。〔蕊〕为传输线网络开路阻抗矩阵即去掉天线阵的形态下对串馈微带阵而言其传表一些符号的简要说明符方程注释在片上的正弦展开模或试验模,去掉馈电网络以后由在片上产生的电流’。。口劝含有元素的列矢量,。和之间的反馈玲丹确‘包含元素的列矢量,、、,、曰念和之间的负反馈、工具有、的模式阻抚矩阵元素,,在接地介质板此的辐射电场,,‘卜有馈电网络时由在片上产生的电流,。,有馈电网络时端口处的阵电压,。。段微带传输线上的电流、,口沪、。。之端口

7、处的线电流尸、、端口处的外加或馈电电流’〔跳〕对个端口的阵阻抗矩阵〔,〕对个端口的馈电网络阻抗矩阵二,。从馈电网络移去时在口处产生的电压弓口盆由在端处产生的开路电压。”“含有元素的列矢量。端口的戴维南电流。含有系数的列矢量输线馈电矩阵形式如下厂‘〔,〕···一’〔‘,〔〕⋯,《、一,〔〕尸,‘。这里〔〕是连接片与的第介节微带线的二端阻抗矩阵具体为。··‘了丫,“二,〕丫〔,。。。。。一夕。、。。、。如图所示及丫分别是第节上的微带传输线的长度特性阻抗及传播常数‘。下一步是计算对于馈电端的天线阵