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1、缝隙天线与微带天线第1页，此课件共56页哦5.1 缝隙天线 理理想想缝缝隙隙天天线线是开在无限大、无限薄的理想导体平面上(yOz)的直线缝隙，可以由同轴传输线激励。缝隙的宽度w远小于波长，而其长度2l通常为/2。5.1.1 5.1.1 理想缝隙天线理想缝隙天线坐标图坐标图第2页，此课件共56页哦 无论缝隙被何种方式激励，缝缝隙隙中中只只存存在在切切向向的的电电场场强强度度，电场强度一定垂直于缝隙的长边，并对缝隙的中点呈上下对称的驻驻波分布波分布，即在x0的半空间内，缝隙相当于一个等等效效磁磁流流源源，其等效磁流密度为辐射场辐射场第3页，此课件共56页哦u 缝隙最终可以被等效成一个片状的、沿缝隙
2、最终可以被等效成一个片状的、沿z轴轴放置的、与缝隙等长的磁对称振子放置的、与缝隙等长的磁对称振子。对于x0的半空间内，其等效磁流强度为讨论远区的辐射问题时，可将缝隙视为线状磁对称振子，根据与全电流定律对偶的全磁流定律第4页，此课件共56页哦 根据电电磁磁场场的的对对偶偶原原理理，磁对称振子的辐射场可以直接由电对称振子的辐射场对偶得出为在x1w/h1第37页，此课件共56页哦传输线模型传输线模型施奈德（M.V.Schneider）已得出等效相对介电常数的一个简单经验公式：第38页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的传输线模型缝隙两端间有一辐射电导Gs，利用级数展开式表示，略去
3、高阶项后可得近似结果如下：第39页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的传输线模型除辐射电导外，开路端缝隙的等效导纳还有一电容部分。它由边缘效应引起，其电纳可用延伸长度l来表示：哈默斯塔德给出l的经验公式如下：第40页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的传输线模型当从辐射边对矩形贴片馈电时，将一条缝隙的导纳加上长为b的传输线变换后的另一缝隙导纳，便得出微带天线的输入导纳：第41页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的传输线模型用延伸长度来表示电容效应，则可获得更简便的计算式：第42页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的
4、传输线模型H面E面第43页，此课件共56页哦矩形贴片天线的传输线模型矩形贴片天线的传输线模型半功率波瓣宽度近似值如下：第44页，此课件共56页哦矩形贴片天线的矩形贴片天线的E面方向图面方向图第45页，此课件共56页哦矩形贴片天线矩形贴片天线H面方向图面方向图第46页，此课件共56页哦矩形贴片天线的尺寸设计矩形贴片天线的尺寸设计第47页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论罗远祉(Y.T.Lo)等在1979年提出了空腔模型理论。基于薄微带天线(h0)的假设，将微带贴片与接地板之间的空间看成是四周为磁壁、上下为电壁的谐振空腔。天线辐射场由空腔四周的等效磁流来得出，天线输入阻抗可根据空腔内场和馈
5、源边界条件求得。第48页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论由复数形式的麦克斯韦方程可得式中化为标量方程第49页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论可用模展开法或模式匹配法求解方程。模展开法即把解表示为各本征模的叠加。本征函数由求解无源区与波动方程得出：在磁壁处需满足的边界条件为第50页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论可得内场的一般解式中第51页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论求得内场，应用等效性原理得出外空间的场。四周为磁壁，切向磁场为零，因而等效电流也为零；但四周磁壁上有切向电场，故有等效磁流：等效磁流源在远区产生的电矢位为第52页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论矩形贴片的本征函数和谐振波数第53页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论圆形贴片的本征函数和谐振波数第54页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论圆环贴片的本征函数和谐振波数第55页，此课件共56页哦空腔模型理论空腔模型理论等边三角形贴片的本征函数和谐振波数第56页，此课件共56页哦