缺陷地结构在微带天线间互耦抑制中的运用

为了降低E面的耦合，我们在阵元之间引入DGS结构，当天线的辐射频率正好落在DGS的带阻频段的时候，表面波被抑制，从而减小了阵元之间的耦合。

图3 DGS单元的仿真结果

(a)

(b)

图4 二元天线阵结构图(a)俯视图(b)背视图

我们分别计算和测试了带有DGS结构和不带DGS结构两种情况下的插入损耗和回波损耗，如图5、图6所示。基板不加DGS结构的普通贴片天线阵列的工作频率为f ₀= 6.04 GHz，引入DGS结构之后，天线的工作频率几乎没有偏移，这说明DGS对天线谐振频率的影响很小。从S₂₁参数可以看出，在天线单元E面间引入DGS结构以后，天线之间的耦合明显降低。在工作频率上，天线阵元之间的耦合从没有DGS结构存在时的-16.9dB降低到了有DGS结构时的-25.9dB,减小了9dB。

图5 仿真与测试的回波损耗

图6 仿真与测试的插入损耗

这说明了DGS结构能够有效的削弱阵列单元之间的耦合作用。

为了进一步看出DGS对天线的远场辐射特性的改善作用, 图7比较了两种不同结构的阵列天线在谐振频率处的E面辐射方向图。可以看出，E面方向图的改善是明显的, 整个的波束更加收拢,第一副瓣电平的相对值减小了3dB，增益增加不是很明显，提高了大约1dB。可见该DGS结构可以降低天线阵元之间的耦合，减小旁瓣电平，提高天线的增益，从而改进天线阵的辐射性能。

4 结语

本文着重研究了一种DGS结构的带阻特性，及其对微带天线阵的影响。将其应用于微带贴片阵上，并将其与未加DGS结构的微带天线阵进行了比较。结果分析表明，该DGS结构能够明显降低天线阵元之间的耦合，增大天线的增益，对天线性能有明显的改善作用。

图7 E面仿真方向图

这种简单的DGS结构在抑制天线阵列阵元之间耦合的设计中具有很好的应用前景。