基于左手材料的圆极化贴片天线设计
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常 数 为 １ 空气 层 ，而且 可 以在 普通 的介 质层 上 的 方便 的印刷馈 电网络 。为 了扩展 天 线 的圆极 化带
宽 ，本 文使用 了宽带 圆极化 天线 结构 ，该 天 线 由 三部 分组 成 ，其 中基于介 质 板 的馈 电 网络 层 的输 入 特 征 阻抗 为５ Ｑ，介 质 板 为 边 长 Ｗ 的正 方 形 ； ０ 而处 在 空 气层 中半 径 为 的 Ｌ 金 属棒 的长 度 为 型 厶，高度 为 “ 超 出天 线 的边 缘 距 离 为Ｓ；第 三
２ 口加入ｃ Ｌ － Ｌ后 ，频率＾ 处的相位 端 ＲＨ Ｔｓ 幂
应 为 ：咖 ） ｃ
＋ ０ ＝ ７ ，故有 ： ９ 。２。
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基于左手材料的圆极化贴片天线设计
仲 思 超 （ 南京邮 电大学 电子科 学与工程 学院 ，江 苏 南京
摘
２００ ） １０ ３
要 ：基 于左手 材料 的相位 特性 ，提 出 了利 用集 总 电容 、 电感加 栽构 造 来得 到 宽 带功分移
相 器 ，然后 利 用该 功分移相 器结合Ｌ 型金 属棒馈 电结构 来拓 展微 带天 线带 宽 ，从 而设计 制作 工
的圆极化带 宽 。
部分 是 用 于辐 射 的金 属 片 。其 直径 为Ｄ。离 地 面
的高度 为Ｈ。
圆形 贴 片 的主 模 是 Ｔ １ ．根 据 上 述 天线 Ｍ１ 模
１ 天 线 结构
该 天 线 的结 构 示 意 图如 图１ 示 。该 天 线 通 所 过Ｗｉ ｉｓｎ ｌ ｎｏ 功分 移相 器将 输入 能量 分成 两路 幅值 ｋ
属 棒 和天线 金属 片之 间 引入 更 大 的容抗 ．从 而 可
以补偿 探针 本身 带进 来 的高感 抗 ，进一 步增 加 天 线 和底 板 之 间 的 高 度 。为 了尽 最 大 可 能 增 加 带
Ｄ
根 据 上 述 公 式 ，选 择 基 片 的 介 电常 数 和厚
度 ．就 可 以得 到需 要 频 率 点 的初 始 圆形 贴 片 尺 寸 。本设 计选 择 基 片厚度 为０８ ． ｍｍ，介 电常 数为 ２ 的介 质板 Ａ ｌｎＤ ｃａ ８ ｔ ）做 馈 电 网络 的 ． ２ ｒ ｉｌ ８ ０（ ｏ ｄ ｎ ｉ 基 板 ，空 气 层 介 电 常 数 为 １ 中 心 频 率 为 １ ， ． ８
作 频 率为 １ Ｈ 、轴 比 小于３ｄ 的相 对 带 宽 ．Ｇ ｚ ８ Ｂ
１ ５Ｇ ｚ ． Ｈ ）的 天 线 设 计 方 法 。 ９
４ ％、Ｓ１、 １ Ｂ的相 对 带宽 为３ ％ ｆ４ 一 ０ ＩＪ于一 ０ｄ ｓ ２ １０ ．
关 键字 ：左手微 带 线 ；功 分 器；宽带 圆极 化 贴片天 线
咖 Ｒ
＝ ６ 。 － ３。
更 好 的馈 电作 用 ，这 里取 Ｈ＝０ｍ （．ｌ）比较 ２ ｍ ０１Ｘ
合 适 。通过 公式 （）可 以得 到 初始 圆形 贴片 的直 １ 径 为 １４ｍ ０ ｍ。其 他 参 数 的取 值 为 ：Ｗ＝ ８ ｍ， １０ｍ
Ｌｌ３ ， Ｈ１ １ ＝ ６ｍｍ － １ｍｍ ， Ｓ ＝ ４ ｍｍ ， Ｒ ｌｍｍ 。 通 ｌ１ ＝
结 构 ，Ｔ １ 的 场能 量 集 中在 空 气 层 。若 激励 Ｍ１ 模 单 元 的谐 振频 率 为ｆ ，激 励模 式 为Ｔ ｌ 。那 么 ， ＭＩ 模
当贴片 形状为 圆形 ，激励 板半径 为ａ ，则有 ： 时
相 同 、相位 差 为９ 。 ０ 的信 号 。这 两路 信 号 通 过探 针耦 合馈 电到 圆形辐 射贴 片 。这种 结构 可 以在 金
Ｏ 引言
近 年来 ，随着 现代 微波 通信 的发展 。宽 带 圆 极 化 微带 天 线 的 发展 越 来 越受 到 研究 者 的重 视 ．
各 种形式 的宽带 圆极化 微带 天线 层 出不 穷 。而左
宽 ，本设 计 引入 的混合 空气 介质 层 不失 为一 个非 常有 效 的方法 ，该方法 不但 可 以方便 地得 到 介 电
性 ，且 带宽 增加 将不 再 明显 ，一般 可将 高 度选择
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７ ０
电 子 元 器 件 主 硐 ２ １ ． ００６
第１卷 ２
２１年 月期 ００ 第 ６ ６
避钎
Ｖ１２Ｎ． ０１ ｏ ． ６
Ｊ ｎ ．２ ０ ｕ ｅ ０１
在０１ ０１ ｈ 间 。同 时为 了能让 Ｌ ．～ ．５ 之 型金 属 棒起 到
Ｗ
Ｇ ｚ Ｈ 。而在 确 定 圆盘 高度 时 ，为 了扩展 带 宽 ．可
图１ 天线结构示意图
将贴 片与 基板 间距离 拉 大 ，但 是 ，随着它 们之 间
高 度 的 增 大 ，方 向 图将 不 再 具 有 良好 的 辐 射 特
收 稿 日期 ： ０ ００ — ２ ２ １－ ４ ０
１— ２
手 材料则 以其 基 于集 总 电容 、电感周 期加 载结 构
的形式更 被广 泛地应 用 到宽带 化 、小 型化 微 波器 件 领域 。在 有关 文 献 的基础 上 ，设计 了 一种 中心 频率 为 １ Ｈ 的宽 带９ 。 ．Ｇ ｚ ８ ０ 功分移 相器 。并通 过Ｌ 型
袭
探 针结构 给微 带贴 片馈 电 ，从 而 提高 了这 种 天线
第 １卷 ２
第６ 期
电子 元 器 件 主 用
Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ Ｄｅ ｉ ｅＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｌ ｃｒ ｎｃ Ｃ ｍｐ ｎ ｎ ＆ ｖｃ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖｏ ．２ Ｎｏ６ Ｉ ． １
２ １ 年６ ００ ｆ ｌ
Ｊ ｎ ．２ １ ｕｅ ００
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ １ ．６０ ４ ｏ： ． ９ｊｓ ．５ ３ ４ ９ ．０ ００ ．２ ｌ ９ ．ｓ
常 数 为 １ 空气 层 ，而且 可 以在 普通 的介 质层 上 的 方便 的印刷馈 电网络 。为 了扩展 天 线 的圆极 化带
宽 ，本 文使用 了宽带 圆极化 天线 结构 ，该 天 线 由 三部 分组 成 ，其 中基于介 质 板 的馈 电 网络 层 的输 入 特 征 阻抗 为５ Ｑ，介 质 板 为 边 长 Ｗ 的正 方 形 ； ０ 而处 在 空 气层 中半 径 为 的 Ｌ 金 属棒 的长 度 为 型 厶，高度 为 “ 超 出天 线 的边 缘 距 离 为Ｓ；第 三
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手 材料则 以其 基 于集 总 电容 、电感周 期加 载结 构
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