【摘要】：提出了一種工作于太赫茲頻段的雙頻微帶天線。通過在天線輻射貼片上加載雙T型輻射縫隙,改變天線表面電流的路徑來實現(xiàn)雙頻特性。對天線模型進行了仿真分析,仿真結果表明,所設計天線的諧振頻率分別為300和670GHz,最大增益達到了7.13dB。該雙頻天線結構簡單、易于加工且性能指標穩(wěn)定,可應用于太赫茲通信系統(tǒng)中,其設計方法對雙頻微帶天線的設計有一定的參考價值。
【圖文】：

４１２Ｈ（εｅ＋０．３）（Ｗ／Ｈ＋０．２６４）（εｅ－０．２５８）（Ｗ／Ｈ＋０．８），（４）式中，Ｈ表示襯底的厚度。通過上述公式可以初步計算得到輻射貼片尺寸的理論值，這些參數(shù)以及天線貼片上加載的縫隙的幾何參數(shù)需要進行多次仿真分析，優(yōu)化后得到滿足不同性能指標要求的設計方案。２仿真結果及分析本文利用電磁仿真軟件ＨＦＳＳ建模并進行仿真分析，ＨＦＳＳ軟件是利用有限元法進行數(shù)值計算仿真的。根據(jù)上一節(jié)給出的天線的結構參數(shù)，仿真得到了如圖２所示的天線的回波損耗Ｓ１１曲線。從圖中可以看出，在低頻諧振頻率ｆ１＝３００ＧＨｚ處，該天線的回波損耗達到了－２９ｄＢ，帶寬為１２ＧＨｚ（２９２～３０４ＧＨｚ）；在高頻諧振頻率ｆ２＝６７０ＧＨｚ處，天線的回波損耗值達到了－４０ｄＢ，帶寬達到了３１ＧＨｚ（６５７～６８８ＧＨｚ）�？梢娫撎炀�在這兩個諧振頻率上都實現(xiàn)了良好的性能。S11/dB-40-35-30-25-20-15-10-50200300400500600700頻率/GHz圖２雙Ｔ型縫隙貼片天線的回波損耗Ｓ１１２．１諧振頻率處的電流分布本節(jié)分析該天線在兩個諧振頻率處的電流分布情況，從物理上解釋天線諧振頻率的產生原因。圖３（ａ）所示為天線在低頻諧振頻率ｆ１＝３００ＧＨｚ時貼片上的電流分布結果，從圖中可以看到，電流的流向主要是沿著長度Ｌ的方向，在寬度Ｗ的方向上均勻分布且集中分布在貼片上，該現(xiàn)象說明了天線的低頻諧振頻率是通過貼片產生諧振實現(xiàn)的；圖３（ｂ）所示為天線在高頻諧振頻率ｆ２＝６７０ＧＨｚ時貼片上的電流分布結果，從圖中

牛?面方向圖，由于該諧振頻率是由兩個Ｔ型縫隙產生的，所以其方向圖的主輻射方向位于關于０°對稱的－５０°和５０°，，最大增益達到了３．７１ｄＢ，３ｄＢ半功率波束寬度為－４１～４０°。天線在兩個諧振頻率都滿足設計的需要，能夠實現(xiàn)同時在兩個頻段上的正常工作。0306090120150-180-150-120-90-60-302.00-6.00-14.00-22.000306090120150-180-150-120-90-60-300.00-10.00-20.00-30.00(a)f1=300GHz(b)f2=670GHz圖７天線ＥＨ面方向圖３結束語本文設計了一種雙Ｔ型縫隙貼片天線，該天線能夠同時工作在兩個不同的ＴＨｚ頻段，通過調節(jié)天線的結構參數(shù)實現(xiàn)其諧振頻率的改變，從而滿足不同領域對工作頻段的需求。通過仿真分析，得到了天線的兩個諧振頻率分別為３００和６７０ＧＨｚ，其中在低頻段的帶寬范圍為２９２～３０４ＧＨｚ，在高頻段的帶寬范圍為６５７～６８８ＧＨｚ。在低頻和高頻處天線的最大增益分別為７．１３和３．７１ｄＢ，而且３ｄＢ半功率波束的寬度都比較大，滿足設計的要求。該天線具有結構簡單、易于加工且性能指標穩(wěn)定等優(yōu)點，可以應用于ＴＨｚ通信系統(tǒng)中，其設計思路及方法對雙頻微帶天線的設計與研究有一定的參考價值。參考文獻：［１］ＳｙｅｄＷａｑａｓＨ，ＣａｖａｌｌｏＤａｎｉｅｌｅ，ＳａｒｒｏＰａｓｑｕａｌｉｎａＭ．Ｄｅｓｉｇｎ，ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆａ０．３ＴＨｚｏｎ－ＣｈｉｐＤｏｕｂｌｅＳｌｏｔＡｎｔｅｎｎａＥｎｈａｎｃｅｄｂｙＡｒｔｉｃｉａｌＤｉ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｓ
【作者單位】： 天津理工大學計算機與通信工程學院;天津大學激光與光電子研究所;
【基金】：天津理工大學市級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目(201510060054)
【分類號】：TN822

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本文編號：2547391