贴片天线的工作原理和基本参数

出:Р ??????????? = ?? ??????‘ 4??????Р 与电矢势?? 之间的关系,以根据电磁场的对偶原理,也可以类似地得到磁流源??Р 所决定的辐射电场及由磁流源??????和辐射磁场????。在电流源和磁流源同时存在Р 是的情况下,辐射总电场??????和????的矢量叠加,而辐射总磁场??则是????和????的矢Р 量叠加。表2-1给出了电流源、磁流源及其所决定的矢量势和辐射场之间的所有关系。Р 2.2贴片天线的辐射机理Р 贴片天线是本论文仿真时的需要用到的对象,下面说明贴片天线的基本结构和工作原理。图2-2所示的是一个典型的微带线侧馈的矩形贴片天线,它由一块介质基片、位于介质基片上的金属贴片和覆盖在介质基片底面的金属地平面三部分构成。介质基片厚度为h,h一般远远小于自由空间波长λ。介质基片的介电常数通常在2.2~12之间。贴片尺寸为w×l,它可以看作宽为w,长为l的一段微带传输线。由于在远离馈线的一端(图2.2中的radiatingslot#2)是开路,因而是电压的波腹,在图2.2中的侧视图中用箭头向下的电场表示,箭头的弯曲表示出了类似于一般电容器的边缘效应。当如图所示的贴片天线工作于基模(TM010模)时,贴片下基片中的电场分布沿贴片宽度和基片厚度方向无变化,仅沿贴片长度方向变化。由于贴片的长度上大致为微带线上波长的一半,即l≈λ/2Р ,因而在馈Р 线进入的贴片一端(图2.2中的radiatingslot#1)也是电压波腹,但方向与另一端相反。贴片天线的辐射是由贴片边缘与金属地平面之间的窄缝形成的,根据等效原理,窄缝上电场的辐射可由面磁流来等效,由于沿传输线方向相距半个线上波长的两缝上电场等幅反向,因而对应的面磁流等幅同向,根据二元阵列的理论可知,贴片天线的辐射场在贴片的法线方向呈最大值,这就是所谓的边射辐射。Р 图2.2 贴片天线的基本结构