一种L型探针馈电的微带共形天线设计【摘要】微带贴片天线以其剖面小、体积小、结构简单等优点在近年来得到了极大的发展，尤其是运用在机载共形天线上。
本文结合L型探针的馈电方式，并综合使用了加载短路探针的方法实现了天线剖面r=198mm，h=25mm的共形化设计，极大降低了天线尺寸、减小了剖面面积，使天线更好的与载体共形并节约载体空间。
【关键词】微带共形天线；L型探针馈电；短路探针加载0 引言共形天线作为机载天线的一种重要形式，必须具有体积小、剖面低、可探测性低、抗损伤性高等特点，因此能够用作共形天线的天线形式主要有各种微带和缝隙天线（也有其它形式但比较少）。
而缝隙天线主要是在平板、圆筒或圆柱等结构上直接开槽的一种天线形式，优点是结构简单，但同时也存在着频带窄，在大功率时容易击穿等缺点。
相比较起来则是微带天线作为共形天线更为常见。
微带天线是一种由薄介质基片，其上用金属沉积矩形、圆形或其他几何形状的辐射元，而背面贴以金属接地板的天线。
本文提出的L型探针的馈电方式，使这种微带天线具有结构紧凑、剖面低、辐射效率高、易与载体共形等优点。
1 设计原理1.1 L型馈电探针的原理该结构相当于空气介质基板的微带贴片天线。
天线辐射机理为[1]：L型探针的垂直部分产生感抗，水平部分和贴片之间产生容抗，两者相消产生谐振，使天线呈现宽频带或者多频带。
通过与同轴电缆相连，L型探针上将存在交变电场，电场方向为探针水平臂所指方向，交变电场将引起变化的磁场，磁场方向与电场方向垂直。
当磁力线垂直穿过贴片时，又将产生变化的电场。
这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去。
1.2 微带天线小型化的技术1.2.1 辐射贴片开槽研究发现，对辐射贴片进行开槽，贴片表面电流的路径将发生弯曲，导致有效路径变长。
因此，在贴片几何尺寸保持不变的情况下，采用开槽贴片可以增大天线有效长度，降低天线的谐振频率，从而实现天线小型化。
不过，辐射贴片表面开槽也有相应的缺点。
新型宽带容性馈电微带天线单元仿真设计发表时间：2018-06-06T17:08:20.773Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：韩哲鑫[导读] 摘要：设计一种新型宽频带微带天线单元。
（武警警官学院信息通信系四川成都 610213）摘要：设计一种新型宽频带微带天线单元。
天线采用空气介质腔，通过容性馈电贴片进行同轴线馈电，并进行边缘开槽。
通过采用HFSS高频系统仿真软件仿真分析发现，适当的调整天线切口、空气腔体和馈电贴片的长宽可以调整天线的带宽和驻波比性能。
关键词：微带天线；容性馈电；宽频带；高增益1.引言在通信领域，微带天线得到了广泛地应用。
但其驻波比VSWR≤2:1的阻抗带宽仅有1－5％，严重制约着微带天线在宽频带通信领域的性能。
而微带天线阻抗频带窄的根本原因在于这是一种高品质因数Q的谐振天线。
因此，可以通过以下几种方法来增加微带天线的阻抗带宽：1）加耦合贴片，采用多层结构和用枝节加载等方法改变谐振电路，降低谐振曲线的尖锐度；2）附加阻抗匹配网络；3）改变贴片的形状。
本文设计的天线采用空气介质腔，通过容性贴片进行同轴线馈电以增加天线带宽，并进行开槽处理来达到提高增益、降低驻波比的目的。
通过对其仿真，其阻抗带宽达到50％，表明该天线已达到宽频带特性。
2.结构设计根据天线设计要求的频率范围4—6GHz，结合传统矩形贴片天线设计方法确定天线辐射单元的尺寸，选取天线辐射单元的长和宽分别为L=17.4mm，W=16.5mm。
天线的介质采用RO3003，相对介电常数为3.0，其长和宽分别为s=30.0mm，h=8.0mm。
介质层中心为空气方腔，空气腔的厚度高度g=5mm。
空气腔的加入，使得介质的上层厚度为2.0mm，下层厚度为1.0mm。
本文采用HFSS高频仿真软件对所设计的天线进行仿真。
再不影响仿真效果条件下，对天线的贴片和接地板采取零厚度处理，以加快仿真速度。
3.仿真分析3.1空气层宽度的影响分析当设定天线的切口凹槽的宽度WC =3.0mm，长度LC=3.5mm，馈电贴片的宽度w=2.8mm时，从图1可以看到当空气腔的宽度D增大时，天线的中心频率开始向高频段移动，由3.6GHz移向5.6GHz。
实验三微带天线仿真场分析引言：微带天线是一种采用微带线作为传输介质的天线，具有结构简单、成本低、易于制造等优点。
它在通信系统、雷达系统和无线通信等领域中得到广泛应用。
本实验旨在通过仿真工具对微带天线的工作原理进行深入研究，并利用仿真场对其性能进行分析。
一、微带天线的工作原理微带天线的工作原理是基于微带线上的电磁波传播。
微带天线由一个微带贴片和一个接地平面组成，微带贴片在微带线上形成驻波，而且驻波的谐振频率与贴片的尺寸、介质特性以及微带线自身的特性有关。
具体过程如下：1.驻波产生：微带天线通过电源将电能传送到微带贴片上，形成一定的电流分布。
这个电流分布会在贴片和接地平面之间形成一个驻波，使得能量集中在驻波点上。
2.辐射机制：在微带贴片上产生的驻波会产生电场和磁场，从而形成电磁波的辐射。
微带天线的辐射主要来自于贴片和接地之间的电场和磁场的耦合。
二、仿真工具及方法介绍本实验采用电磁场仿真软件CST Studio Suite对微带天线的性能进行分析。
CST Studio Suite是一款广泛应用于电磁场仿真的软件，具有较高的准确性和较强的仿真能力。
实验步骤：1. 建立模型：通过CST Studio Suite软件中的模型创建工具，建立微带天线的三维模型。
在建立模型时，需要设置微带天线的贴片尺寸、介质参数以及微带线的参数等。
2.引入激励：设置微带天线的激励方式，如电流激励或者电压激励。
在仿真中，可以选择合适的激励方式以及频率，对微带天线进行激励。
3.开启仿真：设置仿真场的参数，如频率范围、网格划分等。
通过点击仿真按钮，即可开始仿真过程。
仿真后，软件会给出微带天线的各种性能参数，如辐射远场图、辐射功率等。
4.结果分析与优化：根据仿真结果进行分析和优化。
如根据辐射远场图分析微带天线的辐射方向、辐射范围等。
根据辐射功率进行性能优化。
实验结果与分析：通过CST Studio Suite软件进行微带天线的仿真，可以得到以下结果：1.辐射远场图：通过仿真结果可以得到微带天线的辐射远场图，从而分析微带天线的辐射方向、辐射范围等信息。
