参考文献 33
1 引言
1.1微带天线的背景
首先指出了微带天线的有关研究是在1953年,但是由于当时技术上的不成熟,实际生产上的不乐观,直到1972年,微带天线才被成功地制作出来,随后,科技发展迅猛,微带天线才在国际上有了广泛的生产和使用。
在1981年,有关微带天线的文章发表在杂志IEEE天线传播专栏一月号上。自此以后,微带天线得到了大家的关注,成为了天线大家族的一员。微带天线主要发展时期是在70年代,微带天线的理论知识和研究成果更加完善和发展是在80年代,在当今时代,微带天线的研究已经取得了很大的成果,更多的应用到了生产生活中,微带天线在科技研究中发挥了很大的作用。
1.2天线的分类及特点
在我们的研究中,存在着很多不同种类的微带天线,这些种类中包括微带行波,微带贴片等天线。
其中构成方式最简易的天线是微带贴片天线,这种天线最显著地优点是它的工作效率较高,带宽也窄,在研究中,如果没有具体指明那就都指微带贴片天线。微带贴片天线要比微带缝隙天线的带宽窄一些,其中,这个特点更加显著地是宽矩形缝隙天线。它产生的方向图是双面的或单面的,但是微带缝隙天线如果在单方向辐射时,贴片天线要比这种天线的小,除此之外,设计和研究这种微带天线相比贴片天线难度更加大,而且,它的应用范围是有限的。微带行波天线是由基片、在基片一面上的链形周期结构或普通的长TEM波传输线和基片另一面上的地板构成。在TEM波传输线的末端连接的是匹配负载,在研究设计上,能够使主波束从边射到端射的任意方向,此时,要求天线必须要保持行波的状态下。最终得到的带宽较大,但是这种天线也有它的缺点,它的生产效率不是特别高,而且它的研究方法,分析过程都不是很成熟。
微波天线通常相比之下,具有以下特点:
(1)重量轻,体积不是很大,剖面不是很高,而且相关的载体还可以和天线共形,其中就有飞行器,现在很多的移动终端也可以实现共形,而且,载体的机械结构也不受到破坏,除了要在馈电线的地方开出引线孔之外。
(2)带宽相比之下不是特别的宽,增益相比之下有点低,具有这种特点的天线,最先指谐振式微带天线,但是如今还需改良。
(3)不同的性能,微带元的不同设计,调整最大辐射方向在边射和端射的范围。更加容易得到不同的极化方式,主要是由于性能的种类特别的多,而且,设计和研究微带元的方式有很多。
(4)工作效率比较低,内部损耗比较大,行波微带天线在匹配负载上有很大的损耗。
(5)生产成本比较低,可以和有源器件,电路组成为一个部件,可以进行批量生产,易于用简单的馈电方式实现圆极化和线极化。
(6)介质基片对性能的影响较大,生产条件必然会有一定的局限性,如果进行大量的制造,制造出具有一定均匀性和一致性还有一定的困难,这也对大量生产微带天线必定会有影响。
微带天线具有许多局限性,对天线的制造和今后的发展都会有一定的限制。现在,可以利用多种方法去改善微带天线的有关性能,其中包括微带天线的宽带、多频、高增益。其中,能够在贴片上加介质层,但是介质层同时也要有点厚度,这样就能够在任何角度上得到比较高的增益。
1.3天线的应用及发展
全向天线是微带天线的第一个应用,主要是在火箭上共性的。如今许多的电子设备都应用它,都是那些宽广频域上的无线电设备中。相比于一般的天线,性能还有所欠缺,但是在某些特定场合也被最先考虑了,例如低剖面辐射器。天线在今后的发展会更加迅速,应用也会更加广泛,主要是由于微带天线它所具有的性质比较适合应用,虽然缺点也有很多,但是现在正在被一一攻克。
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