用于無線局域網(wǎng)的軸向模螺旋天線設(shè)計
加入技術(shù)交流群
式(5)即為輻射軸向模所要求的圈長與節(jié)距的關(guān)系，其中m為能使軸向輻射為最大傳輸模的階數(shù)。當m=1時引入螺旋升角α的得到相對相速：
p=1／[sinα+(cosα／Cλ)] (6)
如果使用增強定向性端射陣的Hansen＆Woodyard條件來配置點源相位，則式(4)變?yōu)椋?br /> φ=-(2πm+π／n) (7)
相對相速p變?yōu)椋?br />
John D．Kraus通過大量實驗驗證了3／4Cλ4／3時螺旋的相對相速與式(6)，式(8)吻合較好，即滿足軸向輻射相對相速條件，其中與式(8)計算值更為接近。單圈螺旋天線方向圖近似為cosθ，利用單圈螺旋替代點源得到單繞軸向模螺旋天線歸一化方向圖為：
對于3／4Cλ4／3，12°螺旋升角α15°和n>3單繞軸向模螺旋天線，John D．Kraus通過大量實驗和研究得到了一些經(jīng)驗公式，后來經(jīng)過H．E．King和J．L．Wong修正，得到半功率波束寬度HP、增益G、阻抗R和軸比AR，如下：
1．2 軸向模螺旋天線設(shè)計
局域網(wǎng)通信天線設(shè)計要求：S11帶寬大于100 MHz，增益大于10 dB，半功率波束寬度小于30°，波束內(nèi)圓極化軸比小于-3 dB。繞制螺旋的導體直徑取值范圍從0．005λ或更小直至0．05λ或更大。5 GHz對應(yīng)波長為60 mm，從而d的范圍為0．3 mmd3 mm。設(shè)計天線d為2 mm。增大螺旋圈數(shù)n，天線軸比將變小、波束變窄且增益提高，n暫取為6。軸向模螺旋要求3／4Cλ4／3，螺旋升角范圍α為2°～25°，但最佳范圍為12°～14°。從而計算出螺旋直徑D范圍：14．3 mmD25．5 mm，螺旋節(jié)距S范圍為：9．6 mmS19．9 mm。設(shè)計天線D和S分別為18 mm，15 mm。接地板要求邊長或直徑至少為3λ／4的圓形或方形平板，而根據(jù)文獻結(jié)論接地板直徑宜取為1．2λ。本文使用圓形平板作為地板，半徑設(shè)計為36 mm。使用同軸線對天線饋電。在此基礎(chǔ)上利用電磁軟件HFSS對該結(jié)構(gòu)天線仿真計算，并對各尺寸進行細致優(yōu)化，以協(xié)調(diào)各個指標參數(shù)滿足設(shè)計要求。天線模型圖如圖2所示。尺寸相仿加繞寄生螺旋天線及錐形加繞寄生螺旋天線分別如圖3，圖4所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/154789.htm
評論