近年来取得了进展漏波天线的发展基于microstip的高阶模式( 1, 2]。lwa拥有低调的优势,容易匹配,制造简单,频率/电扫描功能。但在一些应用程序尤其对于点对点通信,主光束变化LWA应尽可能低。锥形步骤microstip LWA,每一步可以照射在随后的频率范围,是一个可能的解决方案来获得一个固定的mainbeam LWA [ 3]。不幸的是,在这个天线之间的阻抗失配后续步骤减少了带宽,而且高阶模式没有主导模式的激发扰动需要更多精心喂养计划。弯曲的锥形天线设计与物理基础结构以及天线的长度允许减少阻抗失配,压制的主导模式(绑定模式)。这个解决方案可以提高乐队的增益,效率,简化了其喂食。此外,由于图像理论可以设计只有一半天线相同的全部财产,减少的尺寸统一miscrostrip LWA。这个LWA的效率和乐队的性能可以进一步改善,如果我们使用一个衬底相对介电常数接近1。

在本文中,我们提出了等新曲线锥形LWA在下一节中讨论。

我们可以解释的特点微带lwa通过获得的色散特征方程的解决方案与全波分析方法。该解决方案允许评估辐射地区的漏波通过复杂的传播常数 k = β − j α ,在那里 β 第一个高次模的相位常数,然后呢 α 泄漏是常数。全波分析的复杂性( 4, 5)解决传播特性显示使用一个简单的FDTD算法使用PML边界条件,提出在[ 6),得到归一化相位常数和衰减常数。泄漏辐射现象,从传播特征,只能是上面所提到的高阶模式的截止频率,和以下频率,相位常数等于在自由空间波数。

从这些曲线的特点我们知道leaky-mode辐射的频率范围,可以更有用的方式表示对我们的天线的设计 3]: (1) c 2 w eff ε r = f c < f < f c ε r ε r − 1 。 从( 1)我们可以看到,作为天线的宽度减少,转向高频截止频率增加。这个动作允许设计multisection微带LWA显示( 3)叠加不同的部分,每个部分可以辐射频率范围不同,子序列,获得宽带天线。通过这种方式,每个部分应该进入绑定地区,辐射区域,或活性区域,允许权力,在不同的频率均匀辐射。此外,我们注意到从( 1),使用一个衬底材料相对介电常数也接近1,漏波天线带宽变得更广泛和大幅增加。不幸的是,这种multisection LWA (I型布局图 1(一))显示,回波损耗曲线中的涟漪,虚假的旁瓣,阻抗失配。我们的想法减少波纹和旁瓣是设计一个使用相同的轮廓的光滑轮廓天线截止相常数或衰减常数曲线( α c = β c ),这条曲线得到不同频率不同的宽度和长度的每个微带部分,(所 7),采用方程 (2) β c = c 1 f 2 + c 2 f + c 3 。 这个方程是由线性多项式插值的截点分散的特点, c 1 = 0.13 , c 2 = 5.4 , c 3 = − 10.41 。进一步减少波纹和虚假的旁瓣可以获得使用一个合适的金属墙中心线连接导体地带和地平面,允许采用一个简单的平面线(II型图布局 2)。这个物理基础结构抑制的基本模式,迫使能量传播在未来更高的模式。如前所述,可以设计只有一半的锥形LWA整个曲线。一半曲线锥形LWA整个的特点是相同的属性,但从整个的维度降低20%锥形LWA均匀微带LWA和减少60%。天线布局类型III(锥形LWA一半曲线)如图 3是优化槽三维电磁仿真器(CST微波工作室),和回波损耗,辐射模式,和天线效率与multisection LWA (I型)和曲线锥形LWA (II型)。一个原型的设计、制备锥形LWA RT /特耐用5880衬底, ε r = 2.32 和一个0.787毫米的厚度。的长度LWA被选为120毫米。允许90%的辐射上限9.5 GHz的频率,和宽15毫米,8.9毫米的宽度。一系列覆盖电线插入孔的中心线的天线来获得一个简单的物理基础结构以及所有天线的长度(见图 4)。

此外,一半的原型设计、制备锥形LWA相同基质前面所提到的,使用的胶粘剂导体边缘中心线,连接导线地带和地平面,以及所有天线的长度(见图 5)。

这种布局,因此,提高乐队,电压驻波比(33% < 2),获得(12 dBi)、效率(85%),参照传统的均匀微带lwa [ 8)(带22%的电压驻波比< 2峰获得10 dBi和效率高达75%)。

激发的高阶模式TE10 LWA是必要的简单的不对称平面馈线50Ω。事实上,的物理基础结构沿中心线LWA可以抑制天线的主要模式兴奋。multisection锥形天线类型我开路,开局15毫米宽度和8.9毫米的最终使用部分设计计算宽度根据( 3),而LWA II型的光滑轮廓设计( 2)。正如前面说的,获得的天线类型III只使用一半的横向尺寸天线II型,和(II型和III型)是作为一个开路LWA类型。我们已经实现了模拟使用衬底的厚度0.787毫米和相对介电常数为2.32。从回波损耗(S11)类型的我,我们注意到下面 − 10 dB只有三枚短程频率(见图 6),而S11型II和III型几乎是相同的,如下 − 10 dB从8到11.2 GHz,如图 7。此外,lwa II型和III型的电压驻波比( 电压驻波比 < 2 8.01和11.17 GHz)之间的协议就像天线效率(大约85%在同一频率范围)如图 8(一个)- - - - - - 8 (b)和数字 9(一个)- - - - - - 9 (b)。lwa类型的主波瓣图显示了我在9.5 GHz和III型人物 10和 11。从这些数据中,我们可以看到一个减少旁瓣峰值增益LWA类型III 12 dBi,和只有少数mainlobe差异度类型III型。回波损耗测量的结果的一半LWA (III型)和测量电(8 GHz)一半LWA (III型),相比模拟回波损耗和模拟电(8 GHz)绘制数据 12和 13,展示一个好的协议。

这些结果表明高性能电压驻波比的天线类型III(33% < 2、天线效率高和高功率增益)与制服lwa(20%电压驻波比,派克功率增益达10 dBi)(所 8]。然而,这一性能得到减少60%均匀天线的尺寸。

最后,从( 1),我们也要注意如果相对介电常数方法1,截止频率的变化对高频率和辐射地区的上限频率变得无限,大幅增加的带宽LWA,正如我们可以看到仿真回波损耗的天线类型III与获得 ε r 1.1图所示 14。此外,从色散方程与FDTD)来解决 ε r 1.1和平均宽度的天线类型III(12毫米)我们注意到(见图 15)平面的值 β 在0.8附近,平坦的值 α 接近0。这产生一个低mainlobe角的变化( ϑ = 因为 − 1 ( β / K 0 ) )广泛的高频率和窄的形状mainlobe相同。

在这项研究中,一个新的宽带微带漏波天线的设计从8到11 GHz提出了高附加值。FDTD)代码是用来确定LWA的传播常数,这是必要的设计一个平滑的轮廓LWA,获得的插值截止相常数或衰减常数曲线计算不同multisection宽带微带LWA的频率。这条曲线的模拟和测量结果,锥形微带漏波天线物理基础结构沿其长度,展示了良好的性能比传统均匀微带lwa(大乐队和更高的增益)。这可以改善性能 ε r 方法1,表明这种结构是有吸引力的设计高性能的微波和毫米波微带漏波天线的应用程序。