雙極化開槽天線陣列駐波畸點(diǎn)的研究
圖4加金屬過孔與未加金屬過孔單極化陣列單元在H面45度
掃描的駐波。L1未加金屬過孔,L2加金屬過孔
減小諧振腔有效尺寸,可以提高諧振頻率。為了驗(yàn)證上述駐波畸點(diǎn)是否是由介質(zhì)內(nèi)部區(qū)域諧振造成,在單極化單元上,按照其輪廓線加金屬過孔(如圖1(a)下)。
加金屬過孔的單極化陣列單元消除了3.57GHz和4.56GHz處的駐波畸點(diǎn)(如圖4)。因?yàn)榻饘龠^孔只存在于介質(zhì)中,而且金屬過孔與腔體之間存在鰭狀開槽線金屬,所以金屬過孔不會對方形腔體的諧振造成影響。金屬過孔縮小了介質(zhì)單元內(nèi)部諧振的有效尺寸,消除了原先存在于中頻段的畸點(diǎn)。
3雙極化陣列駐波畸點(diǎn)的消除
把上述加金屬過孔的天線單元應(yīng)用于雙極化陣列中,計算仿真得到雙極化陣列單元分別在不掃描、E面45°和H面45°掃描時的駐波曲線(如圖5)。從圖中可以看出,加金屬過孔的雙極化陣列單元消除了3.88GHz、4.83GHz、4.92GHz和6.02GHz附近的駐波畸點(diǎn)。E面和H面在5.9GHz附近仍存在駐波,這與未加金屬過孔的45°、30°掃描時駐波位置很相近。說明金屬過孔不影響方形腔體諧振。上述單元金屬過孔的間距是6GHz時介質(zhì)中波長的七分之一。當(dāng)繼續(xù)減小金屬過孔間距,增加過孔數(shù)量,駐波明顯變化。當(dāng)增大過孔間距,諧振頻率會從高于6GHz移到低于6GHz。
4結(jié)論
開槽天線陣列單元諧振的形成區(qū)域有兩個,即單元間形成的腔體和單元內(nèi)部介質(zhì)區(qū)域。通過在單元上加入金屬過孔,消除了介質(zhì)區(qū)域造成的諧振。通過大量計算仿真,發(fā)現(xiàn)在一個波長(指介質(zhì)中的波長)內(nèi)至少有七個過孔是必要的。少于此數(shù)目,不能有效的消除諧振;多于此數(shù)目,駐波變化不大。微帶饋電線的電流分布在其邊緣,所以在饋電線邊緣加上金屬過孔有利于消除饋電線電流與介質(zhì)區(qū)域諧振之間的沖突。
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