一种L型探针馈电微带共形天线设计
一种L型探针馈电的微带共形天线设计
一种L型探针馈电的微带共形天线设计【摘要】微带贴片天线以其剖面小、体积小、结构简单等优点在近年来得到了极大的发展，尤其是运用在机载共形天线上。
本文结合L型探针的馈电方式，并综合使用了加载短路探针的方法实现了天线剖面r=198mm，h=25mm的共形化设计，极大降低了天线尺寸、减小了剖面面积，使天线更好的与载体共形并节约载体空间。
【关键词】微带共形天线；L型探针馈电；短路探针加载0 引言共形天线作为机载天线的一种重要形式，必须具有体积小、剖面低、可探测性低、抗损伤性高等特点，因此能够用作共形天线的天线形式主要有各种微带和缝隙天线（也有其它形式但比较少）。
而缝隙天线主要是在平板、圆筒或圆柱等结构上直接开槽的一种天线形式，优点是结构简单，但同时也存在着频带窄，在大功率时容易击穿等缺点。
相比较起来则是微带天线作为共形天线更为常见。
微带天线是一种由薄介质基片，其上用金属沉积矩形、圆形或其他几何形状的辐射元，而背面贴以金属接地板的天线。
本文提出的L型探针的馈电方式，使这种微带天线具有结构紧凑、剖面低、辐射效率高、易与载体共形等优点。
1 设计原理1.1 L型馈电探针的原理该结构相当于空气介质基板的微带贴片天线。
天线辐射机理为[1]：L型探针的垂直部分产生感抗，水平部分和贴片之间产生容抗，两者相消产生谐振，使天线呈现宽频带或者多频带。
通过与同轴电缆相连，L型探针上将存在交变电场，电场方向为探针水平臂所指方向，交变电场将引起变化的磁场，磁场方向与电场方向垂直。
当磁力线垂直穿过贴片时，又将产生变化的电场。
这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去。
1.2 微带天线小型化的技术1.2.1 辐射贴片开槽研究发现，对辐射贴片进行开槽，贴片表面电流的路径将发生弯曲，导致有效路径变长。
因此，在贴片几何尺寸保持不变的情况下，采用开槽贴片可以增大天线有效长度，降低天线的谐振频率，从而实现天线小型化。
不过，辐射贴片表面开槽也有相应的缺点。
L型探针馈电宽频带微带贴片天线的设计
Design of L - Probe Feed Broadband Patch Antenna
YANG H ua
1 , 2
(1 . D alian M aritim e Un iversity , Dalian 116026 , Ch ina ; 2 . Q ingdao Ocean Sh ipp ing M ar iners College , Q ingdao 266071 , Ch ina) Abstract : In th is article , from trad itional m icrostip antenna, a broadband patch antenna based on the L probe fed is desig ned . It is suitab le for the 2nd and 3rd generat ions o f m ob ile comm un ic ation syste m. U sing An soft HFSS to si m ulates and analyses the structu re and perfor m ance of the designed an tenna . K eyw ord s : L - probe fee , broadband, patch antenna
16
,L =
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=- 2 l 分别是基板的
式中 , h 是基板的厚度。 3 仿真结果 利用 A nsof t H FSS 软件对天线结构的主要参 数进行仿真, 经过数次优化后, 该宽频带微带贴片 天线的主要尺寸如表 1 所示 , 仿真的主要结果如 图 3 ~ 图 6 所示。
式中, C 是真空中的光速,
L型探针馈电的微带天线 开题报告
电子信息与电气工程系毕业设计（论文）开题报告学生：班级：论文题目L型探针馈电的微带天线仿真设计导师姓名可行性方案分析包括：研究背景、主要内容、设计方案、技术路线、关键问题、时间安排。
（见附页）参考文献[1]刘宏亮.基于弹载GPS的信号接收及弹道外推算法研究[D].南京理工大学，2012.[2]Zakir Ali ,Vinod Kumar Singh. E-Shaped Microstrip Antenna on Rogers Substrate for WLAN Applications[J].Computational Intelligence and Communication Systems,2011,3:342-345.[3]I.J鲍尔.P.布哈蒂亚.微带天线[M].北京：电子工业出版社，1984.[4]G. A. D schamps. icrostrip microwave antennas[M].USAF Symp. on Antennas,1953.[5](美)John D.Kraus著,章文勋译.天线[M].北京：电子工业出版社，2007.[6]李明洋.HFSS应用详解[M].北京：人民邮电出版社，2010.[7]阮成礼.超带宽理论与技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006.[8]曹善勇.Ansoft HFSS磁场分析与应用实例[M].北京：中国水利水电出版社，2010.[9]JianXin Jia.Design of broadband circularly polarized high gainmicrostrip antenna with L-shaped probe feed[J].Microwave and Millimeter Wave Technology,2012,5:1-4.[10]林昌禄.天线工程手册[M].电子工业出版社，2002.开题小组及教研室意见开题小组签名：年月日注：可行性方案分析可另附面。
L型探针馈电宽频带微带贴片天线的设计
等 效 电路 图如 图 １ 所示 。它 相 当于空 气介 质基 板
微 带贴片 天线 ， 辐射 机 理为 ： 其 Ｌ型探 针 垂 直部 分
产生感抗 ， 水平部分 和贴 片之 间 产生容 抗 ， 两者 相
通微 带贴 片天线相对带 宽仅为 ０５ ～ ％ ）大 大 ．％ ３ ，
１ 引 言
微 带贴 片天线 文献标 识码 ： Ａ 足第 二代 、 三代移 动通 信 系统工 作频 带 的要求 ， 第 并 利用 Ａ ｓ￣公 司 的 Ｈ Ｓ 件对 天 线 的结 构 和 ｎｏ Ｆ Ｓ软
从 １５ ９ ３年 Ｇ Ａ． ｅｃａ ｐ ． Ｄ ｓｈｍ ｓ教授 提 出微 带 贴
片天 线 的概 念 以来 ， 特别 是 ２ 纪 ８ ０世 ０年 代 以
为 Ｌ型探 针 。先 将 泡 沫 塑料 板 裁 剪 至 合 适 尺 寸 ，
为辐射 贴 片 的 长 度 和 宽 度 ， 曲和 Ｈ 分 别 为
Ｒ ｇｒ Ｔ ｄ ｒｉ ８ ０与 聚苯 乙烯 泡沫塑 料板 的高 ｏｅ ／ ｕｏ ５ ８ Ｒ ｄ 度 ， 。 、 分 别为天线 三段微 带馈线 的宽度 。 、
塑料板 之 间加 入一 层 Ｒ ｇｒＲ ／ ｕｏ ８０介 质 ｏ ｅ Ｔ ｄ ｒｉ ５ ８ ｄ
和
枷
基板 。这样 ， 对天线 体 积影 响 不大 的情 况 下 ， 在 增 加 了基板 的等 效介 电 常数 和 基 板 的强 度 ， 其 受 使 外 界影响 产 生 的形 变 减 小 。第 二 ， 金 属 带 条 作 用
于用空 气作 为介 质 基 板 ， 实 际 上 这 种 结 构 无 法 但
实现 。本文设计 的微 带贴 片 天线 提 出两 点改 进 方
“L”形探针馈电的贴片天线[实用新型专利]
![“L”形探针馈电的贴片天线[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2402a5ddafaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d54.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]实用新型专利说明书[11]授权公告号CN 2374985Y [45]授权公告日2000年4月19日[21]ZL 专利号99211009.2[21]申请号99211009.2[22]申请日99.5.17[73]专利权人香港城市大学地址香港九龙达之路[72]设计人陆贵文 周雍 麦志伦 [74]专利代理机构隆天国际专利商标代理有限公司代理人郑特强 潘培坤[51]Int.CI 7H01Q 11/00权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页[54]实用新型名称“L”形探针馈电的贴片天线[57]摘要一种“L”形探针馈电的贴片天线,包括平行于接地板上方装置着的带状传输线以及与传输线相连接的“L”形馈电探针、N型或DIN型或SMA型同轴接头,其特征在于,“L”形探针水平弯折段上方,平行地装置着矩形贴片,二者保持的距离为s,矩形贴片与接地板间的垂直距离为H;“L”形探针垂直弯折段通过传输线连接到N型同轴接头内导体。
该结构制作简单,价格低廉,与传统的微带天线相比,在频宽与增益方面都有根本的改善,而且该结构也可用于圆极化辐射模式。
99211009.2权 利 要 求 书第1/1页 1.一种“L”形探针馈电的贴片天线，包括平行于接地板(1)上方装置着的带状传输线(4)以及与传输线相连接的“L”形馈电探针(2)、N 型或DIN型或SMA型同轴接头(5)，其特征在于，“L”形探针水平弯折段上方，平行地装置着矩形贴片(3)，二者保持的距离为s，矩形贴片(3)与接地板间的垂直距离为H；“L”形探针垂直弯折段通过传输线连接到同轴接头内导体。
2.按照权利要求1所述的贴片天线，其特征在于，该贴片天线结构可以是一个单元，也可多个单元并联，各单元矩形贴片间保持距离。
3.按照权利要求1所述的贴片天线，其特征在于，该贴片天线的材料可以用低廉的铝板及铜板。
4.按照权利要求1、2、3所述的贴片天线，其特征在于，对于2单元天线阵中各几何尺寸选择为尺寸代号 Wx Wy H L b 2R h t m n mm 70 62.5 20 28.5 3.4 1.5 5.5 2 6.3 6.399211009.2说 明 书第1/4页“L”形探针馈电的贴片天线本实用新型属于微波传输、微波天线技术领域，特别涉及到一种“L”形探针馈电的贴片天线。
展宽贴片天线频带的L型馈电方法的设计与分析概要
展宽贴片天线频带的L型馈电方法的设计与分析最近几十年微带天线的发展非常迅速，但微带天线其本身具有的固有带宽十分狭窄，很难应用于更多更广的领域中，所以对微带天线带宽展宽的研究具有十分重要的意义。
近来超宽带天线成了一个热门的话题，但是展宽贴片天线频带十分困难。
在对天线进行设计时，既要实现天线的宽带化，又要限制天线的尺寸大小，而且还要满足天线的驻波、增益等指标，类似这样的天线设计问题是十分困难的。
如何协调好上述关系以获得最佳天线结构，则成为宽带天线设计的核心问题。
该文讨论用L型探针方法来展宽贴片天线带宽的方法，仿真设计出了一个中心频率为1 000 MHz带宽为32％的L型探针馈电的贴片天线。
1 中心频率1 000 MHz的L型探针馈电天线的设计及仿真1．1 模型确定设计指标为中心频率为1 000 MHz，带宽为30％以上。
当频率等于l 000 MHz 时，波长(单位：m)如下式所示：εr=1(即为空气或者泡沫基片)，天线模型尺寸初步设计如下：L=16．5 cm，W=14．5 cm，Lp=5．54 cm，D=1．06 cm，基片厚度2．58 cm，探针直径O．53 cm，如图1所示。
通过HFSS软件对其进行仿真设计，设计的仿真模型、俯视图、侧视图如图2～图4所示。
在图1中，L表示为贴片的长度，W为贴片的宽度，Lp为探针的左端到右端的距离，D为探针左端到贴片的距离，模型基片厚度固定为2．58 cm。
1．2 仿真调试对上述仿真模型进行仿真，得到的仿真结果如图5所示。
图5为在模型尺寸：L=16．5 cm，W=14．5 cm，Lp=5．54 cm，D=1．06 cm，t=2．58 cm下得到的驻波比曲线图，此时的带宽只有7．5 %左右，且中心频点离1 000 MHz漂移也有点大，结果与设计指标相差甚多。
为了得到设计指标结果，调整参数，首先调整贴片的大小来增加贴片天线的带宽，然后再调整贴片与探针的相对位置来满足频点指标，于是将贴片尺寸进行缩小，尺寸如下：长L为16．5 cm，宽W为12．5 cm，其余参数均不改变，对其再进行仿真分析，得到的驻波比图如图6所示。
L形探针耦合馈电E形层叠微带天线
摘
要： 设 计 了一种 Ｌ形探针 耦 合馈 电 的 宽频 带 Ｅ形 层 叠微 带 天线 ． 通 过 在 具 有 双峰 谐 振 特
性 的 Ｅ形贴 片天 线上 方加 载寄 生元 ， 构成三峰 谐 振特 性 ， 进 一 步展 宽 天线 带 宽 ； 采 用 Ｌ形 探针 对 Ｅ
形贴片进行耦合馈电， 避免 了 普通探针馈 电引入附加 电感的缺陷， 从 而提 高天线的辐射效率． 对提 出的 天线进 行仿 真设 计及 优化 ， 实现 了 ３ ７ ． ８ ％ 的 阻抗 带 宽（ Ｖ Ｓ ＷＲ＜ ２ ） ， 带 内增益 ＞ ７ ． ６ ｄ Ｂ ｉ ， 平 均增
３ ． Ｎ Ｏ． ３ ６ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ。 Ｊ ｉ ａ ｘ ｉ ｎ ｇ ３ １ ４ ０ ３ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ Ｅ— ｓ ｈ ａ ｐｅ ｄ ｓ ｔ ａ ｃ ｋ ｅ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｕｓ ｉ ｎ ｇ Ｌ— ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ｐｒ ｏ ｘ ｉ ｍｉ ｔ ｙ ｆ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ．Ａ ｐ ａ ｒ ａ ｓ ｉ ｔ ｉ ｃ ｐａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｓ ａ ｄ ｄ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｐ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｅ— ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ ｐ ａ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｆ ｏ ｒ ｍｍｉ ｎ ｇ ｔ ｉｐ ｒ ｌ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｎ ｈａ ｎｃ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎａ ．Ｔ ｈｅ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｔ ｅ ｎｎ ａ ｉ ｓ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｌ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ — ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ． Ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ
一种L型探针馈电的微带共形天线设计
Science &Technology Vision 科技视界0引言共形天线作为机载天线的一种重要形式,必须具有体积小、剖面低、可探测性低、抗损伤性高等特点,因此能够用作共形天线的天线形式主要有各种微带和缝隙天线(也有其它形式但比较少)。
而缝隙天线主要是在平板、圆筒或圆柱等结构上直接开槽的一种天线形式,优点是结构简单,但同时也存在着频带窄,在大功率时容易击穿等缺点。
相比较起来则是微带天线作为共形天线更为常见。
微带天线是一种由薄介质基片,其上用金属沉积矩形、圆形或其他几何形状的辐射元,而背面贴以金属接地板的天线。
本文提出的L 型探针的馈电方式,使这种微带天线具有结构紧凑、剖面低、辐射效率高、易与载体共形等优点。
1设计原理1.1L 型馈电探针的原理该结构相当于空气介质基板的微带贴片天线。
天线辐射机理为[1]:L 型探针的垂直部分产生感抗,水平部分和贴片之间产生容抗,两者相消产生谐振,使天线呈现宽频带或者多频带。
通过与同轴电缆相连,L 型探针上将存在交变电场,电场方向为探针水平臂所指方向,交变电场将引起变化的磁场,磁场方向与电场方向垂直。
当磁力线垂直穿过贴片时,又将产生变化的电场。
这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去。
1.2微带天线小型化的技术1.2.1辐射贴片开槽研究发现,对辐射贴片进行开槽,贴片表面电流的路径将发生弯曲,导致有效路径变长。
因此,在贴片几何尺寸保持不变的情况下,采用开槽贴片可以增大天线有效长度,降低天线的谐振频率,从而实现天线小型化。
不过,辐射贴片表面开槽也有相应的缺点。
天线表面开槽后会有垂直于主激发面电流的额外电流分布。
导致天线的辐射效率变差。
而且由于表面开槽使天线的辐射面积减小,从而导致天线的增益下降[2]1.2.2加载短路探针文献[3]介绍了改变短路探针的数量和短路探针之间相互的位置关系可以调整短路微带天线的谐振频率。
也就是说,在微带天线的辐射贴片和接地板之间可以加载几个短路探针,通过调整短路探针之间的位置关系,可以得到谐振频率的最小值,以此实现微带天线的小型化。
L形探针耦合馈电E形层叠微带天线
龙源期刊网
L形探针耦合馈电E形层叠微带天线
作者：叶剑锋国强王玉峰
来源：《哈尔滨理工大学学报》2013年第04期
摘要：设计了一种L形探针耦合馈电的宽频带E形层叠微带天线.通过在具有双峰谐振特性的E形贴片天线上方加载寄生元，构成三峰谐振特性，进一步展宽天线带宽；采用L形探针对E形贴片进行耦合馈电，避免了普通探针馈电引入附加电感的缺陷，从而提高天线的辐射效率.对提出的天线进行仿真设计及优化，实现了37.8%的阻抗带宽（VSWR7.6dBi，平均增益达到8.7dBi，交叉极化隔离度。
L型探针馈电的微带天线仿真设计
L型探针馈电的微带天线仿真设计中文摘要近年来，随着移动通信系统业务的不断增加，通信设备不断朝着小型化方向发展，同时对天线体积，集成化及工作频段的要求也越来越高。
重量轻，剖面低，成本低和易于集成的微带天线，受到大家的广泛的关注。
目前微带天线的主要限制还在于天线的狭窄。
经过数十年的发展，很多研究学者提出了拓展微带贴片天线带宽的方法，其中采用L型探针馈电的方式得到了很多关注。
由于L 型探针垂直部分及水平部分和贴片之间产生感抗和容抗，两者相互作用产生谐振，使天线频带拓宽或者呈现多频带。
这使得L型探针馈电广泛应用于现代移动通信系统中。
本文介绍了微带天线的辐射原理及微波射频段电磁波的基本理论及L型探针馈电的微带天线。
文中依据理论分析以及数值计算相结合的方式设计出满足设计需要的微带天线并借助天线设计软件HFSS分析了L型探针水平段和竖直端长度对天线带宽的影响，在最后设计了一副进行仿真优化了的信号频段在3.2~4.4GHz的L型探针馈电的微带天线。
关键词：微带天线；容感性；L型探针馈电；HFSS仿真The design and Simulation of antenna with L-shaped probe feedAbsractIn recent years,with the increasing number of mobile communication system,communication equipment developed towards miniaturization direction constantly,and the antenna size,high integration and frequency requirements are also becoming more and more important.Light weight, with low profile,low cost and ease of integration has got widespread attention by all of us.The major limitations of microstrip antenna now is the bandwidth of the antenna. After decades of development,a lot of research scholars proposed method to expand the bandwidth of the microstrip patch antenna,which adopts the L-shaped probe feed get a lot of attention.Because vertical section and horizontal section of L-shaped probe create inductive reactance and capacitive reactance,and both of them interact to produce resonance, this makes the antenna has wide bandwidth or multiple frequency bands. This makes L-shaped probe feed is widely used in modern mobile communications system. This paper introduces the radiation principle of microstrip antenna and microwave radio frequency section of the basic theory of electromagnetic wave transmission and the antenna with L-shaped probe feed.Based on the basic theory of microstrip antenna analysis and numerical calculation design a microstrip antenna meet the design need,and analysis the effect of the size horizontal and vertical section of L-shaped probe on the antenna bandwidth with the aid of with simulation software HFSS.In the final,it designs a microstrip antenna with L-shaped probe feed which the transmission signal frequency band in 3.2~4.4 GHz.KEY WORD：Microstrip antenna；Should the emotion；L-shaped feed；HFSS simulation目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 微波天线的研究现状 (1)1.3Ansoft HFSS软件简介 (2)1.4 论文的主要工作 (3)第二章微带天线概述 (4)2.1 微带天线简介 (4)2.2 微带天线主要特性参量 (4)2.3 微带天线的辐射机理及馈电方式 (8)2.3.1微带天线的辐射机理 (8)2.3.2 微带天线的馈电方式 (9)2.4 微带天线的分析方法 (10)第三章L型探针馈电微带天线理论分析 (12)3.1L型探针馈电微带天线介绍 (12)3.2微带天线基本模型 (12)第四章L型探针馈电微带天线的仿真及结果分析 (15)4.1天线的设计指标 (15)4.2创建L型探针馈电微带天线模型 (15)4.2.1创建天线模型的基本步骤 (15)4.2.2创建完成的天线模型 (15)4.3天线模型仿真结果 (17)4.4L型探针馈电微带天线的优化设计及分析 (18)4.4.1L型探针馈电微带天线的优化分析 (18)4.4.2L型探针反馈微带天线的仿真结果分析 (22)第五章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1 课题背景及研究意义微带天线由于其重量轻、剖面低、成本低廉、设计较灵活，而且易和集成电路等电路相结合等优点得到了越来越广泛的应用，比如无线电通信、电视、广播、导航、雷达、电子对抗、射电天文、遥感等通信系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
《基于HFSS的L型探针馈电的微带天线仿真设计开题报告》
HEFEI UNIVERSITY毕业设计（论文）开题报告题目基于HFSS的L型探针馈电的微带天线仿真设计系别电子信息与电气工程系年级专业（班级） 11通信工程（1）班姓名蔡子豪指导老师郑娟完成时间2015.3.31合肥学院电子信息与电气工程系毕业设计（论文）开题报告基于HFSS的L型探针馈电的微带天线仿真设计一、研究背景微带天线的概念由20世纪50年代提出，并未有足够的重视，直到80年代才真正将微带天线的实体制造出来。
在此之后，国内也有相关著作出版，对微带天线的研究也日益加深。
经过30年的不断发展，微带天线应用于许多领域，例如：卫星通信、雷达、遥感、导弹遥控等方面。
馈电方式是影响微带天线的一个重要因素。
其中主要的馈电方式有探针馈电、微带线馈电和孔缝耦合馈电。
探针馈电在微带天线中使用的比较多的一种方式。
对于介质层比较厚的微带天线采用探针馈电，由于探针比较长，导致天线输入阻抗的电感性加强，影响天线的带宽。
采用Ｌ型探针馈电通常介质层是空气层或为与空气介电常数差不多的泡沫，因此具有重量轻、方便、易于制作、成本低等优点。
二、主要内容本设计要求应用高频仿真软件（HFSS）仿真设计L型探针馈电的微带天线。
1.要求：（1）学习天线基本知识，理解天线的常用指标。
（2）学习使用HFSS高频仿真软件设计L型探针馈电微带天线。
（3）天线指标:覆盖通信卫星下行传输信号频段3.2G-4.4G。
2.重点需要研究的问题：（1）天线的基本原理。
（2）高频仿真软件的学习使用。
3.主要内容：。
（1）求解天线在周围空间建立的电磁场,求得电磁场后,进而得出其方向图,增益和输入阻抗等性能指标。
（2）设计好符合性能指标要求微带天线。
（3）用仿真软件HFSS对系统进行了模拟仿真。
（4）由仿真结果设计实物。
三、设计方案1.微带天线的原理微带天线，是由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质基片上而形成的天线。
通常利用微带传输线或同轴探针来馈电，使导体贴片与接地板之间激励高频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。
一种L型探针馈电的微带共形天线设计
一种L型探针馈电的微带共形天线设计
彭煜;李萍;朱永忠;胡卫东;李鹤言
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2013(000)018
【摘要】微带贴片天线以其剖面小、体积小、结构简单等优点在近年来得到了极大的发展,尤其是运用在机载共形天线上.本文结合L型探针的馈电方式,并综合使用了加载短路探针的方法实现了天线剖面r=198mm,h=25mm的共形化设计,极大降低了天线足寸、减小了剖面面积,使天线更好的与载体共形并节约载体空间.【总页数】2页(P59-60)
【作者】彭煜;李萍;朱永忠;胡卫东;李鹤言
【作者单位】中国人民武装警察部队工程大学研究生大队,陕西西安710086;中国人民武装警察部队工程大学通信工程系,陕西西安710086;中国人民武装警察部队工程大学通信工程系,陕西西安710086;中国人民武装警察部队工程大学研究生大队,陕西西安710086;中国人民武装警察部队总医院,中国北京100039
【正文语种】中文
【相关文献】
1.L型探针馈电宽频带微带贴片天线的设计 [J], 杨华
2.L型探针馈电的微带天线的仿真研究与设计 [J], 王渊博;宋铮;吴伟
3.一种研究探针馈电重叠圆柱共形微带天线性能的新算法研究 [J], 辛莉
4.一种L形探针馈电宽带微带天线设计 [J], 李贵栋;汤晓云;稂华清
5.探针馈电圆柱共形微带天线阻抗特性的FDTD法分析 [J], 何芒;徐晓文
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一种新型的L型探针
黄政力 ： 高级 工程师 ，Ｍ Ａ 业 ． Ｂ毕
［】 １张威 ． Ｍ网络优 化—— 原理 与工程 （ １ ） ＧＳ 第 版
【 ． 京 ： 民邮 电出 版社 ，０ ３ Ｍ１北 人 ２ ０ ．★
于暨南大学，现任 职于中国移动
通 信 集 团 广 东有 限公 司 网络 优化
中心 ，无 线 网络 维 护 室 经理 －
； ； 计 与实现 ； ； 设 ；
种 新 型 的 Ｌ 探 针 型
张 鹏 薛锋 章 华 南 理 工 大 学
【 要 Ｊ在传统Ｌ 摘 型探针耦合馈 电天线的基础上 ，文章提 出了一种新型的Ｌ 型探针馈 电双极化贴片天线 ，并通过建立一
款 适用 于Ｇ Ｍ９ Ｏ Ｓ Ｏ 频段 的双 极 化贴 片天 线 ，比较传 统 Ｌ 型探针 和 新型 Ｌ 探针 两者 的 馈 电仿真 结果 。 型
效 果 。另外 ，系统 Ｂ Ｓ 构可扩 展性强 的特点使得 其 ／架 答嘉 曦：硕士毕 业于华中科技 大
学，现任职 于中国移动通信集 团
广 东有 限公 司网络优化 中心 ，无
线 网络维护室 网优 支撑主管 。
易于实现 平滑的 系统 升级 ，以适应 将来 ３ 设 备在操 Ｇ
作仿真领域的培训和代维考试需要 。
…
探针 的位 置与 尺寸 对天线 的电气性 能 和辐射 性能 的 影 响很 大 ，而探针水平部分与垂直部分 的长 度 、贴 片大 小等参 数都 是 相互联 系
构 示于图２，图 中同样 显示 了贴 片与探针 的相对位置 ，并
展 示了同轴 电缆 的焊接方式 。
并穿过反射板 ，同轴 电缆的 内导体在反射板 背面焊接在探
针的垂直部分上 ，外 导体 焊接在反射板背面 的焊台上 ，探
采用L型馈电结构的宽带圆极化微带天线
采用L型馈电结构的宽带圆极化微带天线
卢佳妮;丁付兵;司贵宝;韩荣苍;孙如英
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)14
【摘要】提出一种L型微带线馈电的宽带圆极化微带天线。
该天线采用威尔金森功分器级联宽带移相器作为馈电网络,产生一对超带宽正交信号。
L型馈电结构利用容性耦合馈电机制,克服传统的探针馈电结构感抗过大的缺陷,实现良好的阻抗匹配。
研究结果表明,天线在41.3%(2.45~3.69 GHz)的带宽内回波损耗大于10 dB;在2.46~3.69 GHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽达到41%;在中心频率3.0 GHz处天线增益为7.94 dBi。
此外,天线在整个工作波段内具有稳定的天线增益和良好的辐射方向图。
【总页数】4页(P39-41)
【作者】卢佳妮;丁付兵;司贵宝;韩荣苍;孙如英
【作者单位】临沂大学物理与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN820.1
【相关文献】
1.正交缝隙耦合馈电宽带圆极化微带天线设计
2.采用弧形耦合馈电的宽带圆极化陶瓷天线
3.一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计
4.反转容性探针馈电宽带圆极化微带天线的设计
5.基于串行馈电网络的宽带圆极化微带天线
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一种L型探针馈电的微带共形天线设计
【摘要】微带贴片天线以其剖面小、体积小、结构简单等优点在近年来得到了极大的发展，尤其是运用在机载共形天线上。
本文结合l型探针的馈电方式，并综合使用了加载短路探针的方法实现了天线剖面r=198mm，h=25mm的共形化设计，极大降低了天线尺寸、减小了剖面面积，使天线更好的与载体共形并节约载体空间。
【关键词】微带共形天线；l型探针馈电；短路探针加载
0 引言
共形天线作为机载天线的一种重要形式，必须具有体积小、剖面低、可探测性低、抗损伤性高等特点，因此能够用作共形天线的天线形式主要有各种微带和缝隙天线（也有其它形式但比较少）。
而缝隙天线主要是在平板、圆筒或圆柱等结构上直接开槽的一种天线形式，优点是结构简单，但同时也存在着频带窄，在大功率时容易击穿等缺点。
相比较起来则是微带天线作为共形天线更为常见。
微带天线是一种由薄介质基片，其上用金属沉积矩形、圆形或其他几何形状的辐射元，而背面贴以金属接地板的天线。
本文提出的l型探针的馈电方式，使这种微带天线具有结构紧凑、剖面低、辐射效率高、易与载体共形等优点。
1 设计原理
1.1 l型馈电探针的原理
该结构相当于空气介质基板的微带贴片天线。
天线辐射机理为[1]：l型探针的垂直部分产生感抗，水平部分和贴片之间产生容抗，
两者相消产生谐振，使天线呈现宽频带或者多频带。
通过与同轴电缆相连，l型探针上将存在交变电场，电场方向为探针水平臂所指方向，交变电场将引起变化的磁场，磁场方向与电场方向垂直。
当磁力线垂直穿过贴片时，又将产生变化的电场。
这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去。
1.2 微带天线小型化的技术
1.2.1 辐射贴片开槽
研究发现，对辐射贴片进行开槽，贴片表面电流的路径将发生弯曲，导致有效路径变长。
因此，在贴片几何尺寸保持不变的情况下，采用开槽贴片可以增大天线有效长度，降低天线的谐振频率，从而实现天线小型化。
不过，辐射贴片表面开槽也有相应的缺点。
天线表面开槽后会有垂直于主激发面电流的额外电流分布。
导致天线的辐射效率变差。
而且由于表面开槽使天线的辐射面积减小，从而导致天线的增益下降[2]
1.2.2 加载短路探针
文献[3]介绍了改变短路探针的数量和短路探针之间相互的位置关系可以调整短路微带天线的谐振频率。
也就是说，在微带天线的辐射贴片和接地板之间可以加载几个短路探针，通过调整短路探针之间的位置关系，可以得到谐振频率的最小值，以此实现微带天线的小型化。
另外，除了短路探针的数量以外，短路探针直径的大小，短路探针的长度和短路探针的相对磁导率及相对介电常数也会刘
天线的性能产生重要的影响。
文献[4]介绍了一种新型的加载短路探针的圆形微带天线，通过加载单一的短路探针，微带天线的整体尺寸极大的减小，谐振频率是未加载结构的近1/3。
对于固定的工作频率，天线的尺寸缩小了89%。
2 微带共形天线的设计与仿真
2.1 天线结构
结合l型馈电探针设计的微带贴片天线相当于用空气作介质基板，这种结构无法实现，因为辐射贴片的固定和天线整体的稳固无法保障。
因此，结合微带天线小型化的技术手段，本文针对该天线的不足，做出三点尝试：第一，加载短路探针来固定辐射贴片同时有助于降低天线的高度；第二，对辐射贴片开槽来减小贴片尺寸；第三，用聚苯乙烯泡沫塑料板代替空气介质基板。
聚苯乙烯泡沫塑料板的结构中90%以上均为空气，其相对介电常数s=1.06，与空气非常相近。
这样有利于对馈电探针的固定，使飞行器在高速运动时，探针不会产生形变从而影响天线性能。
天线辐射贴片采用r=198mm的圆形铜片，并在贴片上开4个九十度的圆弧形槽。
在以底板中心为圆心、r=166mm的圆上均匀加载六根短路探针。
如图1所示。
式中，h是基板的厚度。
2.2 仿真结果
利用ansoft hfss软件对天线结构的主要参数进行仿真，并经过
数次优化后，该微带共形天线的主要尺寸如表l所示，仿真的主要结果如图2～图4所示。
（a）350mhz
（b）370mhz
由图2天线的驻波系数仿真结果看来，该微带共形天线在346m～376m hz的频带内vswr<2，在355mhz～368mhz的频带内vswr<1.4，在350mhz和370mhz两个频点仿真得出的天线最大增益分别为
3.9db和
4.3db，基本实现了实际需要。
由表1所列的天线尺寸优化结果来看，成功的降低了天线高度，缩小了天线剖面面积，基本能够满足该微带天线与载体共形的设计要求。
3 结束语
综上所述，本文设计的微带共形天线基本满足频带的使用要求，并且具有高度低、剖面积小、重量轻、结构简单等特点。
该天线以极低的高度使其在与运动载体尤其是高速运动的载体的共形上具
有巨大的优势，而且机载共形天线的巨大发展空间使该类天线具有较好的研究和应用前景。
【参考文献】
[1]杨华.l型探针馈电宽频带微带贴片天线的设计[j].青岛远洋船员学院学报，2008（4）.
[2]张莲.小型化微带天线的宽频带和多频段研究[d].华东师范
大学，2005：23-24.
[3]mohamed sanad， effect of the shorting posts-on short circuit microstrip antennas[c]//antennas and propagation society international symposium.1994， ap-s，digest，volume2：794-797.
[4]r.waterhouse.sma11 microstrip patch antenna[j]. electron. lett.（31），april 3，1995：604-605.
[责任编辑：王静]。