共面饋電凹口矩形貼片天線間的互耦

本文分析了共面饋電的凹口矩形微帶貼片天線間的互耦模型，具體研究了天線介質(zhì)包
括厚度以及介電常數(shù)、不同陣元間距、不同的陣元放置方式、不同諧振長(zhǎng)度的天線組合對(duì)于互耦的影響，確定了減小陣元間互耦的方法。互耦研究有利于大的陣面設(shè)計(jì)，并可以應(yīng)用到空間多樣性，極化多樣性以及方向圖多樣性的天線陣設(shè)計(jì)中。
關(guān)鍵詞：互耦；天線陣；共面饋電；凹口矩形貼片
在現(xiàn)代移動(dòng)通信領(lǐng)域中，隨著通信業(yè)的發(fā)展，移動(dòng)體上裝載的通信設(shè)備越來(lái)越多．因此，減小通信設(shè)備所占空間、提高通信設(shè)備的性能便成為人們所追求的目標(biāo)．微帶天線在移動(dòng)通信領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景[1][2]，具有成本低、姿態(tài)矮、重量輕、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，往往要求天線具有高增益、方向性強(qiáng)及定向輻射等特點(diǎn)，單個(gè)微帶天線輻射元的增益及方向性均很難達(dá)到要求，而天線陣則可獲得上述特性[3]。對(duì)于具有大量天線元的天線陣，陣列面積的限制可能會(huì)導(dǎo)致陣元間的互耦。這種耦合會(huì)使得副瓣變壞，主波束傾斜，零點(diǎn)轉(zhuǎn)移以及柵瓣出現(xiàn)[4]；移動(dòng)通信中經(jīng)常使用的多樣性天線[5]則要求更小的陣元間距，互耦的存在會(huì)減小增益[6]，同時(shí)使得多樣性天線平均接收能量下降[7]。因此，預(yù)測(cè)陣元間的互耦并采用有效的方法抑制互耦是非常必要的。
本文給出了共面饋電的凹口方形貼片天線的互耦研究。在中心頻率為10GHz，頻帶
8-12GHz的范圍內(nèi)研究了天線介質(zhì)包括厚度以及介電常數(shù)、不同陣元間距、不同的陣元放置方式、不同諧振長(zhǎng)度的天線組合對(duì)于互耦的影響。該研究的目的是在陣元間距一定的情況下實(shí)現(xiàn)天線陣元間互耦的最小化。下面按以下幾部分進(jìn)行說(shuō)明：首先分析了天線陣中的3種互耦模型；其次，利用Ansoft HFSS仿真軟件研究了不同條件下天線元間的互耦情況，并實(shí)際制作出了多元陣來(lái)驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性；最后說(shuō)明了不同諧振長(zhǎng)度天線間的互耦情況。