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请教:关于主瓣宽度扩展的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
现有一微带圆极化天线,辐射贴片为圆形。
仿真后发现主瓣宽度达不到要求,有没有什么方法能够扩展主瓣宽度的。最好不要引起副瓣电平的增大
盼指教,多谢!

愚见仅供讨论:
我们知道,天线近场分布与远场方向图是一对傅立叶变换关系,即进场分布越宽则远场波瓣越窄,反之亦然!
所小编的问题我觉得有两种途径可以试试看:1,减小接地板尺寸;2、减小贴片尺寸。
减小贴片尺寸可能会使得谐振频率上偏,因此可能还要辅助一些的别的办法将谐振频率将下来,例如贴片上加载缝隙等

不知道是阵列天线不? 如是 我见过使用 不等分功分器的 。具体的他没有说,。呵呵  看别人做的

hi wu_zhihang,
你所提供的方法是不是可以简单地理解为将天线的辐射口径降下来,根据D=(4pi*A)/lumda*lumda?1和2两种途径从原理上讲是否还有区别?
另外,在贴片上加缝隙(比如U型开槽)的方法可以扩展带宽,不知和你所讲的把频率降下来是否有关系。如果简单地在保证贴片尺寸不变的情况下降频率,可以考虑将选用epsilon略高一些的基片,但带宽会受些影响。
谢谢^^

个人想法:
  我在书上找到的公式增益G=42000*效率/两个主平面的半功率宽度.这是个近似公式,但是我认为我们可以考虑,既我们可以在增益上下工夫,天线的增益G=4*pi*d*效率/波长的平方,因此我们可以把天线做小,还有办法就是降低天线的副瓣电平.这要降低天线的效率.不知道小编怎么想的.

hi db2sll,
把天线尺寸做小从本质上来说就会使辐射趋于各向同性。那么就LZ的问题来说,就要看需要保留那些指标而把另外一些指标牺牲掉了。
“降低天线的副瓣电平要降低天线的效率”不知是怎么来的?

“降低天线的副瓣电平要降低天线的效率”  我认为这里说的降低天线的副瓣就是把副瓣的能量移到主瓣去,把主瓣展宽.
  至于降低天线效率不见得能展宽主瓣的吧?以公式增益G=40000*效率/两个主平面的半功率宽度来看,降低天线效率对主瓣宽度没有什么影响的!

消除副瓣确实是把能量移到了主瓣上去,但是否一定是展宽就要看具体是如何消减副瓣的了。
远场方向图是由该处的场分布由决定的,根据huygens原理,最终实际是由天线自身的电流或磁流分布决定,至于效率,只是说明天线辐射到自由空间和馈入天线的能量关系,两者没有直接联系。改善匹配,减少材料损耗等方法的确可以使馈入天线的能量尽可能辐射出去即提高效率,但不会改变波束宽度。

To drunkbear:
你的理解是正确的,为了展宽波束宽度,就必须考虑把天线的有效辐射口径减小。
减小接地板和减小贴片尺寸都是为了紧缩辐射口径场分布,不过减小接地板的效果有限,而且会引起前后必恶化,不甚推荐。所以减小贴片的有效辐射口径是最佳选择。
翁金洛的“compact and broadband microstrip antennas”上提供了很多天线小型化设计的途径,不过你设计的是圆极化天线,可能难度会更大一些,因为毕竟决定天线带宽的因素多了一个轴比带宽。
你说的采用高介电常数介质基片也是可行的,不过代价是频带窄。
不知道你的设计目标是什么,是想设计一种可用于卫星通信大角度扫描的相控阵单元呢?还是用于如GPS的窄频带圆极化天线?

个人认为:
  我是做大的相控面阵的,我可以这样解释我怎么降低天线的效率的.天线方向图的副瓣电平可以认为与口径面的幅度分布有关系,具体的说就是与天线的边缘电平有直接的关系.天线口径面的边缘电平越低,天线的方向图的副颁电平越小,但是口径面的幅度分布与天线的利用效率有关,并且天线口径分布为均匀分布的时候,天线的口径效率最大,为100%此时的副颁电平也很高为13dB左右,而天线的总效率为口径效率和其他匹配效率的乘积.并且天线口径的幅度分布也会影响天线的3分贝宽度,其影响大小在任何天线书的天线综合中我们都可以找的到.我在设计天线的时候心里一般会认为这样.不知道这样的解释大家有什么意见?

一个规律,若要得到较窄的主瓣,需要增大电尺寸。不管是用多元组阵的方法,还是用单个源加赋形结构的方法
要得到较宽的主瓣,需反其道行之。

不好意思各位,什么是天线的口径和口径效率?我只知道天线的有效面积,呵呵,请指教!

除了减少底板面积、用高介电常数材料的办法外,如果剖面尺寸不太在乎,还可以试试把天线设计在圆台形的地板上,改变反射锥面尺寸来波束宽度。

楼上的方法也是我们目前准备实施的方法。其实搞出来主瓣宽度只差一点,所以准备把结构稍稍搞得有弧度一点……。这是个简单易行的方法。

参考 有道理!辐射效率重要

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