RF&MW-3+射频通信原理概述及术语释义 - 图文

微带馈电模拟

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对于微带馈电，用惠更斯原理可以把馈源模拟为贴在磁壁上沿z方向的电流带。在薄的微带线中，除了馈线的极邻近区域外，在贴片边界上的任何地方，这个电流都很小。在理想的情

况下，可假定馈源是一个恒定图3-8 微带天线的馈电模拟电流的均匀电流带，如图3-8所

示。边缘效应要求电流带的宽度等于馈线的有效宽度，馈线对微带天线输入阻抗

的影响表现为增加了一个感抗分量，此感抗可以由电流带的尺寸来计算。

同轴线馈电

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各种同轴激励示于图3-。在所有的情况中，同轴插座安装在印制电路板的背面，而同轴线内导体接在天线导体上。对指定的模，同轴插座的位置可由经验去找，以便产生最好的匹配。使用N型同轴插座的典型微带天线示于图3-中。

图3-9 同轴馈电的微带天线

同轴馈电模拟

根据惠更斯原理，同轴馈电可以用一个由底面流向顶面的电流圆柱带来模拟。这个电流在地板上被环状磁流带圈起来，同轴线在地板上的开口则用电壁闭合。如果忽略磁流的贡献，并假定电流在圆柱上是均匀的，则可进一步简化。简化到最理想的情况是，取出电流圆柱，用一电流带代替，类似微带馈电的情况。该带可认为是圆柱的中心轴，沿宽度方向铺开并具有等效宽度的均匀电流带，对于给定的馈电点和场模式，等效宽度可以根据计算与测量所得的阻抗轨迹一致性经验地确定。一旦这个参数确定了，它就可以用在除馈电点在贴片边缘上以外的任何馈电位置和任何频率。当馈电点在贴片边缘上时，可以认为，在贴片边缘上的边缘场使等效馈电宽度不同于它在天线内部时的值。在矩形天线中，等效宽度为同轴馈线内径的五倍时，可给出良好的结果。

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图3-10 同轴线馈电的

微带天线

关于表面波的抑制

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在微带天线中，除了直接辐射之外，还可以激励表面波，从而产生轴向辐射。因此，在设计中必须给予考虑。这些表面波是TM型和TE型，它们传播到微带贴片之外的基片中。当沿微带贴片传播的准TEM波相速接近于表面波相速时，就出现了波间的强耦合。这类表面波耦合的最低频率确定了微带天线工作频率的上限。

最低次TM模的截止频率没有下限，高次模（TMn和TEn）的截止频率为

fc?nc4h?r?1式中，c是真空中的光速；n=1，3，5，…（TEn模），或n=2，4，6…（TMn模）。对于TE1模，以duroid（?r=2.32）和氧化铝（?r=10）为基片时，h/?c（?c为截止波长）的计算值分别为0.217和0.0833。因此，最低次TE模对于0.16cm厚的duroid基片，在约41GHz上可以激励起来，对于0.0635cm厚的氧化铝陶瓷基片，在约39GHz上可以激励起来。

由于TM0模的截止频率没有下限，所以，在开路微带天线上，总能激励到相当程度，甚至在介电常数较低而且非常薄的基片上，也能以近于光速的相速传播起来。计算表明，当h/?0>0.09（?r?2.3的基片）和h/?0>0.03（?r?10的基片）时，表面波的激励就相当可观了。因此，一般来说，在特定的应用中，如果按照上面的表面波抑制条件来选择基片，表面波的影响就可不必考虑。