《关于贴片双频微带天线的研究》
文献综述
- 前言
该课题主要研究贴片双频微带天线。微带天线是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面敷以金属辐射片，一面全部敷以金属薄层作接地板而成。辐射片可以根据不同的要求设计成各种形状。微带天线由于具有质量轻，体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。双频工作是微带天线设计的重要课题之一，相关的设计包括使用多层金属片，具槽孔负载之矩形金属片，具矩形缺口的正方形金属片，具短路负载的金属片等。
- 相关文献的研究现状
带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的发展和使用是在70年代。常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。
在电子战与信息战飞速发展的今天，一些国家已建立了地面、舰艇、机载和星载的-体化情报侦察体系，其侦察频带扩展到0. 5~ 40GHz，覆盖了绝大多数的天线设备。如何降低天线的雷达散射截面、使天线系统免受电子干扰、免遭敌方雷达的探测和攻击而有效地作，不仅关系到天线系统的生命力,而且影响到其载体的电磁隐身性能,影响着天线载体的生存。因此，开发和设计低雷达截面的机载天线系统具有十分重要的意义。而微带天线有尺寸小、重量轻、成本低、易于扫描，并能与飞行器共形等许多优点，已越来越受到人们的重视，其用作飞行器低RCS (雷达截面)天线的前景十分广阔。国内外许多学者在如何降低微带天线RCS这一方面做了许多研究工作，并提出了一些方案,但这些方案都是以牺牲天线性能或者增加成本和结构的复杂性为代价的;本文首先利用电路模型直观地解释了RCS减缩和天线辐射性能之间的矛盾,然后提出了非全时减缩的概念，并给出了两种实际的设计方案，从而在简单有效的基础上，实现了天线在非工作时段的RCS减缩，有效降低了天线受敌方雷达威胁的程度。微带天线辐射和散射的电路模型无论是微带天线的辐射场还是散射场，均来自于贴片表面的感应电流。最早的发射天线是HR.赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存.在电磁波的预言而设计的问。它是两个约为30厘米长、位于-一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。当时，赫兹用的接收天线是单圈金属方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号4. G马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。这是人类真正付之实用的第一副天线。 自从这副天线产生以后，天线的发展经历了几个历史时期。
1.线天线时期
在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中衰减越小。因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000 米以上。在这- -波段中， 显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐射很小。此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。因此,在这一时期应用的是各种不对称天线, .如倒L形、T形、伞形天线等。由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电小天线的范畴。后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离,A.E.肯内利和O.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段A.E.肯内利和O.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段和中波波段领域。这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺利发展。这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，采用的典型天线有:偶极天线、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线、菱形天线和鱼骨形天线等。这些天线比初期的长波天线有较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一一直得到使用并经过不断改进。在这一时期，天线的理论工作也得到了发展。H.C.波克林顿在1897 年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流近似正弦分布。由于数学上的困难，他并未解出这一方程。后来E.海伦利用delta;函数源来激励对 称天线得到积分方程的解。同时，AA. 皮斯托尔哥尔斯提出了计算线天线阻抗的感应电动势法和二重性原理。R. W.P.金继海伦之后又对线天线作了大量理论研究和计算工作。将对称天线作为边值问题并用分离变量法来求解的有S.A.谢昆穆诺夫、H朱尔特、J.A斯特拉顿和朱兰成等。
2.面天线时期
虽然早在1888 年赫兹就首先使用了抛物柱面天线，但由于没有相应的振荡源，一直到30年代才随着微波电子管的出现陆续研制出各种面天线。这时已有类比于声学方法的喇叭天线、类比于光学方法的抛物反射面天线和透镜天线等。这些天线利用波的扩散、干涉、反射、折射和聚焦等原理获得窄波束和高增益18。第二次世界大战期间出现了雷达，大大促进了微波技术的发展。为了迅速捕捉目标，研制出了波束扫描天线，利用金属波导介质波导
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