微帶線天線研究

微帶天線研究摘要通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了天線行業(yè)的勃勃生機(jī)，在眾多的天線類(lèi)型中微帶天線已成為當(dāng)前研究的前沿之一，很具有研究前景與實(shí)用意義。特別是微帶縫隙天線，以其重量輕、剖面薄、平面結(jié)構(gòu)且易與載體共形，饋電網(wǎng)絡(luò)可與天線結(jié)構(gòu)一起制成等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)引起天線工作者的廣泛關(guān)注。本文簡(jiǎn)要介紹了微帶天線和微帶縫隙天線的分類(lèi)、分析方法、重要參數(shù)，然后提出了一種三角形縫隙微帶天線。在介質(zhì)基板的一面一個(gè)三角形縫隙，另一面采用一個(gè)等腰三角形微帶線進(jìn)行饋電。通過(guò)仿真給出了天線的s參數(shù)，VSWR和方向圖。關(guān)鍵詞：天線參數(shù)，微帶天線，微帶縫隙天線，三角形縫隙微帶天線設(shè)計(jì)目錄一、緒論····································································31.1簡(jiǎn)介······································································31.2微帶天線的發(fā)展····························································31.3微帶天線的特點(diǎn)···························································3二、微帶天線基本知識(shí)·························································42.1微帶天線的輻射機(jī)理························································42.2微帶天線的分析方法························································42.3微帶天線的重要電參數(shù)·····················································52.3.1輸入導(dǎo)納·····························································5 2.3.2輻射電阻和品質(zhì)因數(shù)··················································5 2.3.3帶寬································································6 2.3.4方向性系數(shù)、增益和天線效率··········································62.3.5方向圖······························································72.4激勵(lì)方法································································72.4.1微帶饋電····························································7 2.4.2同軸線饋電··························································8三、微帶縫隙天線····························································83.1矩形縫隙天線···························································9 3.1.1輸入阻抗··························································9 3.1.2方向圖····························································113.2環(huán)形縫隙天線····························································113.3錐形縫隙天線天線························································12四、三角縫隙寬縫微帶天線······················································134.1天線設(shè)計(jì)與性能·························································134.2軟件仿真·································································14參考文獻(xiàn)····································································15一、緒論1.1簡(jiǎn)介微帶天線（microstripantenna）是在一個(gè)薄介質(zhì)基片上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片，運(yùn)用微帶線或同軸探針對(duì)貼片饋電構(gòu)成的天線。微帶天線分2種：①貼片形狀是一細(xì)長(zhǎng)帶條，則為微帶振子天線。②貼片是一個(gè)面積單元時(shí)，則為微帶天線。假如把接地板刻出縫隙，而在介質(zhì)基片的另一面印制出微帶線時(shí)，縫隙饋電，則構(gòu)成微帶縫隙天線。1.2微帶天線的發(fā)展微帶天線的概念早在1953年就由Deschamps提出，但是并未引起工程界的重視。在50年代和60年代只有一些零星的研究，從70年代起，由于微波集成技術(shù)的發(fā)展以及各種低耗介質(zhì)材料的出現(xiàn)，微帶天線的制作得到了工藝保證。微帶天線隨著應(yīng)用領(lǐng)域的快速擴(kuò)展而開(kāi)始被廣泛的研究和使用。1970年出現(xiàn)了第一批實(shí)用的微帶天線。這以后微帶天線的研究有了迅猛的發(fā)展。新形式和新性能的微帶天線不斷涌現(xiàn)，其中，許多學(xué)者和工程師對(duì)微帶天線的雙頻、多頻操作進(jìn)行了大量的研究應(yīng)用。初期發(fā)展的結(jié)構(gòu)為堆疊式與共平面式的結(jié)構(gòu)，之后隨著頻率比、極化規(guī)定以及整體天線體積上的規(guī)定，并配合不同的饋入方式而有各種不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。例如有使用多個(gè)寄生元件或兩個(gè)獨(dú)立輻射元件的結(jié)構(gòu)，有運(yùn)用單一饋源或同時(shí)使用兩個(gè)獨(dú)立饋源在不同位置的設(shè)計(jì)，也有運(yùn)用植入電抗性負(fù)載的設(shè)計(jì)，這些電抗性負(fù)載廣義而言涉及短路同軸微帶，嵌入的微帶線，短路棒、變?nèi)荻O管、槽孔等等。在解決微帶天線窄頻帶特性的問(wèn)題上，各種設(shè)計(jì)不斷推陳出新，所運(yùn)用的方法也不斷被開(kāi)發(fā)并互相結(jié)合。例如有使用低介電常數(shù)的厚介質(zhì)基底的設(shè)計(jì)，植入貼片電阻等損耗性元件的設(shè)計(jì)，植入集成式電抗性負(fù)載的設(shè)計(jì)，在饋入端設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)、堆疊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，寄生元件的設(shè)計(jì)，植入槽孔以及運(yùn)用槽孔耦合饋電的方式等等。但是上述方法也存在局限性，有時(shí)會(huì)影響天線其它性能指標(biāo)。例如，使用短路探針加載，在縮減天線尺寸的同時(shí)，對(duì)帶來(lái)一些缺陷，一方面使阻抗匹配依賴于短路探針的位置及其饋電點(diǎn)的距離，給制造公差提出了苛刻的規(guī)定，另一方面是帶寬縮減，如若使用電抗性元件加載同樣會(huì)導(dǎo)致帶寬縮減，如若使用電阻性器件，雖然有助于展開(kāi)頻帶，但是電阻性元件對(duì)能量的消耗將減少天線的效率。因此，如何在實(shí)現(xiàn)小型化微帶天線多頻段、寬頻帶工作性能的同時(shí)，兼顧其它天線性能指標(biāo)，如效率、增益、極化等，已經(jīng)逐漸成為微帶天線研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。1.3微帶天線的特點(diǎn) 微帶天線一般應(yīng)用在1GHZ---50GHZ，特殊的微帶天線也可用在幾十兆赫。它的特點(diǎn)重要有：（1）體積小，重量輕，低剖面，能與載體共型，除了在饋電點(diǎn)處要開(kāi)出引線孔外，不破壞載體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，不影響載體的空氣動(dòng)力學(xué)性能。（2）天線的散射截面較?。徊恍枰城?。（3）電性能多樣化。不同設(shè)計(jì)的微帶元，其最大輻射方向可以從邊射到端射范圍內(nèi)調(diào)整；可以工作在雙頻或多頻；稍稍改變虧點(diǎn)位置就可以得到線極化和圓極化。 （4）能和有源器件，電路集成為統(tǒng)一的組件，適合組合式設(shè)計(jì)；利于大規(guī)模生產(chǎn)，減少了成本。（5）頻帶較窄；增益低。（6）有損耗，因此效率較低。（7）端射性能差；也許存在表面波。單個(gè)微帶天線的效率容量較低。二、微帶天線基本知識(shí)2.1微帶天線的輻射機(jī)理微帶天線的輻射是由微帶天線導(dǎo)體邊沿和地板之間的邊沿場(chǎng)產(chǎn)生的。輻射對(duì)于總品質(zhì)因數(shù)的影響可描述為諧振器的尺寸、工作頻率、相對(duì)介電常數(shù)以及基片厚度的函數(shù)。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表白，在高頻時(shí)，輻射損耗遠(yuǎn)大于導(dǎo)體和介質(zhì)的損耗微帶天線的輻射可以用下圖（a）的簡(jiǎn)樸情況來(lái)說(shuō)明。這是一個(gè)矩形微帶貼片，與地板相距幾分之一波長(zhǎng)。假定電場(chǎng)沿微帶結(jié)構(gòu)的寬度與厚度方向沒(méi)有變化，則輻射器的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)可由下圖（b），電場(chǎng)僅沿約為半波長(zhǎng)（λ/2）的貼片長(zhǎng)度方向變化。輻射基本上是由貼片開(kāi)路邊沿的邊沿場(chǎng)引起的。在兩端的場(chǎng)相對(duì)于地板可以分解為法相分量和切向分量，由于貼片長(zhǎng)為λ/2，所以，法相分量反向，由他們產(chǎn)生的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)在正面方向上互相抵消。平行于地板的切向分量相同，因此，合成場(chǎng)增強(qiáng)，從而使垂直于結(jié)構(gòu)表面的方向上輻射場(chǎng)最強(qiáng)。所以，貼片可表達(dá)為相距λ/2、同向激勵(lì)并向地板以上半空間輻射的兩個(gè)縫隙（下圖c）.也可以考慮電場(chǎng)沿貼片寬度的變化。這時(shí)，微帶貼片天線可以用貼片周邊的四個(gè)縫隙來(lái)表達(dá)。同樣，其他微帶天線結(jié)構(gòu)也可用等效的縫隙表達(dá)。2.2微帶天線的分析方法天線分析的基本問(wèn)題是求解天線在周邊空間建立的電磁場(chǎng)，求得電磁場(chǎng)后，進(jìn)而得出其方向圖，增益和輸入阻抗等特性指標(biāo)。分析微帶天線的理論大體可以分為三類(lèi)：最簡(jiǎn)樸的也是最早出現(xiàn)的是傳輸線模型(TLM—TransmissionLineModel)理論，重要用于矩形貼片。它將一矩形貼片天線等效為一段微帶傳輸線，兩端由輻射隙縫的等效導(dǎo)納加載，但本法基本上只能用于薄矩形貼片天線。更嚴(yán)格更有用的是空腔模型(CM-CavityModel)理論，可用于各種規(guī)則貼片，但是基本上限于天線厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的情況。是將薄微帶天線的貼片下空間當(dāng)作是由上下為電壁，四周為磁壁圍成的諧振空腔（漏波空腔）。這一模型使我們對(duì)微帶天線的工作特性有了更進(jìn)一步的理解，并已成功地運(yùn)用于精確計(jì)算厚0.005λd-0.02λd（λd為介質(zhì)中波長(zhǎng)）的微帶天線輸入阻抗。3.最嚴(yán)格而計(jì)算最復(fù)雜的是全波(FW-FullWave)理論，全波分析中經(jīng)常需要使用到各種數(shù)值方法，涉及空域矩量法、譜域矩量法、譜域?qū)Э狗ā⒒旌衔⒎e分方程法、共軛梯度快速傅里葉變換法、時(shí)域差分法等。從原理上來(lái)說(shuō)，全波理論可用于各種結(jié)構(gòu)、任意厚度的微帶天線，然而要受到計(jì)算模型的精度和機(jī)時(shí)的限制。從數(shù)學(xué)解決上看，第一種理論把微帶天線的分析簡(jiǎn)化為一維的傳輸線問(wèn)題;第二種理論則發(fā)展到二維邊值的問(wèn)題的求解;第三種理論又進(jìn)了一步，可以計(jì)入三維的變化，但是計(jì)算也費(fèi)時(shí)的多。自然，這三種理論仍在不斷的在某些方面有所發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了一些別的分析方法?；趯?duì)全波理論中積分方程法的簡(jiǎn)化，產(chǎn)生了格林函數(shù)法(GFA-GreenFunctionApproach)；而由空腔模墊的擴(kuò)展，出現(xiàn)了多端網(wǎng)絡(luò)法(MNA-MultiportNetworkApproach)，等。2.3微帶天線的重要電參數(shù)微帶天線的設(shè)計(jì)需要用到的一些電參數(shù)有：2.3.1輸入導(dǎo)納輸入阻抗或輸入導(dǎo)納是一個(gè)基本的參數(shù)，需要精確算得其值，以便在單元和饋線之間做到良好的匹配。對(duì)于任意饋電點(diǎn)的微帶天線，輸入導(dǎo)納可用式（2-1）進(jìn)行計(jì)算：式中，z是饋電點(diǎn)離拐角的距離，傳播常數(shù)在實(shí)際情況中，，因此，上是可進(jìn)一步簡(jiǎn)化成：對(duì)于同軸饋電的微帶天線，則可用得出其輸入阻抗。2.3.2輻射電阻和品質(zhì)因數(shù)輻射電阻可以根據(jù)W與0λ的大小來(lái)擬定：與輻射電阻有關(guān)的品質(zhì)因數(shù)為：已經(jīng)證明：，所以Qr可以簡(jiǎn)化為：其中，W和L為基片尺寸，TW為諧振時(shí)的儲(chǔ)能，Pr為輻射功率。2.3.3帶寬饋線的電壓駐波比（VSWR）小于S的微帶天線帶寬可表達(dá)為 帶寬較窄是微帶天線的一大缺陷，而越來(lái)越多的研究也帶來(lái)了許多增長(zhǎng)微帶天線帶寬的方法，例如：選用較低εr值和較厚的基片、增長(zhǎng)寄生單元、使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，以及選用不同形狀的貼片或微帶線等等。2.3.4方向性系數(shù)、增益和天線效率天線的方向性系數(shù)定義為主波束中的最大功率密度與平均輻射功率密度之比，單縫隙天線的方向性系數(shù)可表達(dá)為：增益則定義為，天線效率，其中PΣ為輻射功率，Pi為輸入功率，Pl為歐姆損耗。2.3.5方向圖天線的輻射電磁場(chǎng)在固定距離上隨角坐標(biāo)分布的圖形，稱(chēng)為方向圖。用輻射場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)的稱(chēng)為場(chǎng)強(qiáng)方向圖，用功率密度表達(dá)的稱(chēng)之功率方向圖，用相位表達(dá)的稱(chēng)為相位方向圖。天線方向圖是空間立體圖形，但是通常應(yīng)用的是兩個(gè)互相垂直的主平面內(nèi)的方向圖，稱(chēng)為平面方向圖。在線性天線中，由于地面影響較大，都采用垂直面和水平面作為主平面。在面型天線中，則采用E平面和H平面作為兩個(gè)主平面。歸一化方向圖取最大值為一。在方向圖中，包含所需最大輻射方向的輻射波瓣叫天線主波瓣，也稱(chēng)天線波束。主瓣之外的波瓣叫副瓣或旁瓣或邊瓣，與主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣，見(jiàn)圖2：全向天線水平波瓣和垂直波瓣圖，其天線外形為圓柱型；圖3：定向天線水平波瓣和垂直波瓣圖，其天線外形為板狀。 圖2全向天線波瓣示意圖圖3定向天線波瓣示意圖通常會(huì)用到天線方向圖的以下一些參數(shù)：零功率波瓣寬度，指主瓣最大值兩邊兩個(gè)零輻射方向之間的夾角。半功率點(diǎn)波瓣寬度，指最大值下降到0.707（即下降3dB)點(diǎn)的夾角。副瓣電平，指副瓣最大值和主瓣最大值之比。前后比等。2.4激勵(lì)方法大多數(shù)微帶天線只在介質(zhì)基片的一面上有輻射單元，因此，可以用微帶天線或同軸線饋電。由于天線輸入阻抗不等于通常的50Ω?jìng)鬏斁€阻抗，所以需要匹配。匹配可由適當(dāng)選擇饋電的位置來(lái)做到。但是，饋電的位置也影響輻射特性。為此，可用格林函數(shù)法來(lái)擬定微帶饋電和同軸虧點(diǎn)位置的影響。2.4.1微帶饋電有中心饋電和偏心饋電兩種結(jié)構(gòu)，饋電點(diǎn)的位置也決定激勵(lì)那種模式。當(dāng)天線元的尺寸擬定以后，可按下法進(jìn)行匹配：先將中心饋電天線的貼片同50Ω的饋線一起光刻，測(cè)量輸入阻抗并設(shè)計(jì)出匹配變阻器；再在天線元與饋線之間接入該匹配變阻器，重新做整天線。此外，假如天線的幾何圖形只維持主模，則微帶饋線可偏向一邊以得到良好的匹配。特定的天線模可用許多方法激勵(lì)。假如場(chǎng)沿矩形貼片的寬度變化，則當(dāng)饋線沿寬度移動(dòng)時(shí)，輸入阻抗隨之而變，從而提供了一種阻抗匹配的簡(jiǎn)樸辦法。饋電位置的改變，使得饋線和天線之間的耦合改變，因而使諧振頻率產(chǎn)生一個(gè)小的漂移，而輻射方向圖仍然保持不變。但是，稍加改變貼片尺寸或者天線尺寸，可補(bǔ)償諧振頻率的漂移。對(duì)于微帶饋電，用惠更斯原理可以把饋源模擬為貼在磁壁上沿Z方向的電流帶。在薄的微帶線中，除了饋線的極鄰近區(qū)域外，在貼片邊界上的任何地方，這個(gè)電流都很小。在抱負(fù)的情況下，可假定饋源是一個(gè)恒定電流的均勻電流帶（圖2.3），邊沿效應(yīng)規(guī)定電流帶的寬度等于饋線的有效寬度，饋線對(duì)微帶天線輸入阻抗的影響表現(xiàn)為增長(zhǎng)了一個(gè)感抗分量，此感抗可以有電流帶的尺寸來(lái)計(jì)算。2.4.2同軸線饋電在所有的同軸激勵(lì)情況中，同軸插座安裝在印制電路板的背面，而同軸線內(nèi)導(dǎo)體接在天線導(dǎo)體上。對(duì)指定的模，同軸插座的位置可由經(jīng)驗(yàn)去找，以便產(chǎn)生最佳的匹配。使用N型同軸插座的典型微帶天線示于圖2.4中。根據(jù)惠更斯原理，同軸饋電可以用一個(gè)由底面流向頂面的電流圓柱來(lái)模擬。這個(gè)電流在地板上被環(huán)狀磁流帶圈起來(lái)，同軸線在地板上的開(kāi)口則用電避閉合。假如忽略磁流的奉獻(xiàn)，并假定電流在圓柱上是均勻的，則可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化到最抱負(fù)的情況是，取出電流圓柱，用一電流帶代替，類(lèi)似微帶饋電的情況。該帶可認(rèn)為是圓柱的中心軸，沿寬度方向鋪開(kāi)并具有等效寬度得均勻電流帶，對(duì)于給定的饋電點(diǎn)和場(chǎng)模式，等效寬度可以根據(jù)計(jì)算與測(cè)量所得的阻抗軌跡一致性經(jīng)驗(yàn)地?cái)M定。一旦這個(gè)參數(shù)擬定了，它就可以用在除饋電點(diǎn)在貼片邊沿上以外的任何饋電位置和任何頻率。當(dāng)饋電點(diǎn)在貼片邊沿上時(shí)，可以認(rèn)為，在貼片邊沿上的邊沿場(chǎng)使等效饋電寬度不同于它在天線內(nèi)部時(shí)的值。在矩形天線中，等效寬度為同軸饋線內(nèi)經(jīng)的五倍時(shí)，可給出良好的結(jié)果。圖2.4同軸線饋電的微帶天線微帶縫隙天線微帶縫隙天線（MicroSlotAntenna）的概念是由帶狀線縫隙天線發(fā)展過(guò)來(lái)的，更確切地說(shuō)，是由三板傳輸線發(fā)展過(guò)來(lái)的。它有許多有用的特性，但需要注意克制不希望的模，例如在構(gòu)成“地板”的金屬板或外導(dǎo)體之間產(chǎn)生電位差的那些模。微帶縫隙天線的優(yōu)點(diǎn)是能產(chǎn)生雙向或者單向方向圖。在微帶天線的設(shè)計(jì)中，采用貼片和縫隙的組合結(jié)構(gòu)，這就額外增添了一個(gè)自由度。沿著微帶饋線一邊排列的導(dǎo)帶和縫隙的組合可產(chǎn)生圓極化輻射場(chǎng)。微帶縫隙天線能產(chǎn)生所希望獲得的極化，且對(duì)制造公差的敏感度比微帶貼片天線要低。3.1矩形縫隙天線具有開(kāi)在地板上并與微帶線相垂直的縫。該縫受微帶傳輸線中傳輸?shù)哪芰考?lì)。微帶線通過(guò)介質(zhì)基片同縫相短接，或是在終端開(kāi)路。矩形縫隙天線可按縫寬與縫長(zhǎng)比分為兩類(lèi)：窄縫天線與寬縫天線。（a）（b）圖3.1中心饋電與偏心饋電微帶縫隙天線結(jié)構(gòu)圖窄縫天線的優(yōu)點(diǎn)是可在中心處激勵(lì)縫隙（稱(chēng)為中心饋電縫隙，如a）,或在偏離中心某一距離處激勵(lì)縫隙（稱(chēng)為偏心饋電縫隙，如b）。在偏心饋電縫隙的結(jié)構(gòu)中，選擇微帶饋線的位置，使得天線輸入阻抗同微帶線的特性阻抗相匹配，這樣可省去匹配網(wǎng)絡(luò)，一般能增大帶寬；寬縫輻射器同窄縫輻射器相比，頻帶較寬（≈10%），對(duì)掩模制板的公差規(guī)定稍低。其結(jié)構(gòu)示于圖3.2中。3.1.1輸入阻抗窄縫天線的等效串聯(lián)電路如圖3.2所示，輸入阻抗由輻射電阻R和電抗X串聯(lián)組成。當(dāng)縫隙諧振于設(shè)計(jì)頻率上時(shí)，窄縫天線輸入阻抗的電抗為零。中心饋電縫隙的諧振長(zhǎng)度比偏心饋電的諧振長(zhǎng)度要長(zhǎng)些，對(duì)低介電常數(shù)的基片，偏心饋電縫隙的諧振長(zhǎng)度在0.40λ到0.50λ之間，它取決于介質(zhì)材料，縫寬和饋電點(diǎn)位置。在任意饋電點(diǎn)位置下，微帶縫隙天線的輻射電阻的計(jì)算公式已有前人給出，但十分復(fù)雜。假定以電流分布是()Ixx≈的終端開(kāi)路微帶線去激勵(lì)縫隙，則輻射電阻與縫長(zhǎng)L,縫中心到微帶線中心的距離D等因素有關(guān)，且當(dāng)DL增大時(shí)，輻射電阻減小。當(dāng)DL≥0.5時(shí)，縫的諧振長(zhǎng)度可寫(xiě)為22sLlλ=?+，其中sλ是縫中的波長(zhǎng)，2l+是由于縫端電流不為零而引入的等效縫伸長(zhǎng)。在傳輸線某處串聯(lián)阻抗的窄縫天線等效電路，它對(duì)寬縫天線是不是用的。當(dāng)討論寬縫阻抗沿傳輸線的分布作用時(shí)，必須考慮到縫的寬度為零點(diǎn)幾個(gè)波長(zhǎng)的量級(jí)。寬縫天線的等效電路示于圖3.4中。電路包具有特性阻抗為sZ和電長(zhǎng)度為sβω的傳輸線段。輻射電阻同用一個(gè)同sZ相匹配的衰減器來(lái)表達(dá)，邊沿不連續(xù)性用并聯(lián)電納B來(lái)表達(dá)。為了在輸入端匹配這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，輸出端接一純電納0B，它可以用一長(zhǎng)度為d的開(kāi)路微帶線來(lái)實(shí)現(xiàn)。諧振時(shí)，若sβω<<π，則B0?-2B。。3.1.2方向圖縫隙天線的輻射場(chǎng)能用電矢量位法計(jì)算，它規(guī)定知道縫隙橫向電廠的準(zhǔn)確值。當(dāng)縫寬比自由空間的波長(zhǎng)小很多，即ωs《λ0時(shí)，作為一階近似，縫的橫向電場(chǎng)可以認(rèn)為是常量。若Ex=0且Ey=E0，則遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)分量可寫(xiě)成:式中，E面（Φ=π/2）和H面（Φ=0）方向圖可按Eθ和EΦ值并運(yùn)用：得到。微帶縫隙天線的方向圖是雙向的，若要得到單向輻射，可在微帶線導(dǎo)帶的一邊安放一塊平行于基片表面的平板反射器。3.2環(huán)形縫隙天線環(huán)縫天線是在介質(zhì)基片的地板上開(kāi)一個(gè)圓環(huán)縫隙，用微帶線饋電（如圖所示），由于同心環(huán)形縫隙陣能獲得定向性，因此環(huán)縫天線也有非常廣泛的應(yīng)用。環(huán)縫天線產(chǎn)生的是線極化場(chǎng)，其遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖也可用電矢量位法來(lái)計(jì)算。但精確計(jì)算其縫的場(chǎng)分量是困難的，在下列兩種情況下，可以給出簡(jiǎn)化結(jié)果：其方向圖可由得到。3.3錐形縫隙天線錐形縫隙天線合用于相控陣天線單元。線極化縫隙天線的設(shè)計(jì)是基于這一事實(shí)；即當(dāng)縫做得相稱(chēng)寬時(shí)，縫隙就開(kāi)始輻射。已經(jīng)證明[7]，若縫中的導(dǎo)波波長(zhǎng)sλ大于自由空間波長(zhǎng)0λ的40%，則產(chǎn)生輻射。圖3.4示出一種工作在X波段的錐形縫隙天線。在這種天線上，可以控制從縫線的一部分直到開(kāi)口端的輻射?？刂频霓k法是使縫隙從饋電端到開(kāi)口端成錐