偶极子天线定义，一种双面印刷偶极子天线解析

很多朋友对偶极子天线定义，一种双面印刷偶极子天线解析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

1引言偶极子天线是最基本的单元形式，可以单独使用，也可以作为大型天线阵列的辐射单元。微带平衡巴伦馈电的印刷偶极子天线因其剖面薄、重量轻、体积小、成本低、易于集成和阵列形成而得到广泛应用。然而，一般的印刷偶极子天线有一些缺点，如带宽窄，交叉极化水平高。

本文提出了一种双面印刷偶极天线。在传统的微带巴伦馈电的单侧偶极子的基础上，增加一层介质，在巴伦两侧印刷偶极子臂，改变巴伦馈电的电场分布，使横向交叉极化电场分量相互抵消，降低天线的交叉极化特性。通过调整巴伦结构，获得了良好的双谐振匹配，达到了展宽带宽的效果。

2天线结构与设计印刷偶极子天线由两部分组成：一面印刷平衡巴伦馈电结构，另一面印刷偶极子臂。

传统单面印刷偶极天线的结构如图1所示。双面印刷偶极天线的结构如图2所示。从两张图对比来看，前者有介质层，一边是偶极子臂，另一边是微带巴伦；后者是双层介质，两边是偶极子臂，中间是巴伦。

从图1右侧可以看出，单边偶极天线的巴伦会带来横向交叉极化电场分量；然而，在图2中，双面偶极天线的巴伦的横向电场分量相互抵消，这大大降低了天线的交叉极化水平。

图1单面印刷偶极子天线的微带巴伦在这里起平衡-不平衡转换和阻抗匹配的作用。其等效电路模型如图3所示：图2双面印刷偶极天线图3平衡巴伦结构等效电路图。

印刷振子一般具有双谐波特性，即在带宽内有两个谐振点。当两个谐振点相距较远时，每个谐振点附近的驻波曲线较陡，谐振点之间频率点处的驻波较大。只有当两个谐振区域部分重叠时，才有可能在满足驻波要求的条件下获得更大的带宽。通过调整参数S、hs、hm、Wm和lm(即明线的宽度长度、缝隙的宽度长度和匹配段的宽度长度)，可以在很宽的频带内实现阻抗匹配。

本文提出的双面印刷偶极子天线由两层介质双面印刷偶极子臂组成，Er=2.55，每层厚度t=0.7mm，中间为印刷巴伦结构。为了使天线向一个方向辐射，在天线底部增加了金属底板。天线的尺寸参数如图4所示：W1、 W2、h1、h2、 l决定了偶极子臂的大小；s、hs、hm、Wm和lm决定巴伦的尺寸。图4天线尺寸参数图

3.天线优化仿真及结果本文中天线尺寸参数基本确定为：w1=35mm，w2=25mm，h1=60mm，h2=25mm，L=40mms=1.5mm毫米，hs=1毫米，WM=1毫米，lm=20mm毫米，hm=25mm毫米。通过不断优化这些参数变量，得到了以1.25GHz为中心频率回波损耗小于-10dB的1-1.51GHz(约40%)带宽，如图5:图5天线回波损耗图该频段天线增益为5-9dBi，如图6:图6天线增益图。

1GHz，1.25GHz，1.5GHz的天线方向图分别如下7、，图8，图9。图7 1 GHz处图图方向8 1.25GHz处图图方向9 1.5GHz处与传统单面偶极子相比，本文设计的双面印刷偶极子天线在中心频率1.25GHz处的交叉极化水平从-30dB降低到-50dB，如图10和11所示：图10传统单面印刷偶极子的交叉极化图11双面印刷偶极子的交叉极化。

结论本文设计了一种双面印刷偶极子天线，采用双层平面偶极子结构降低交叉极化水平，利用平衡巴伦匹配获得双谐振点扩展带宽。最后，40%回波损耗小于-10dB阻抗带宽，带内增益为5-9dBi，交叉极化电平小于-50dB。这为印刷天线的宽带和低交叉极化设计提供了一种有效的方法和途径。

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