微波毫米波集成天線技術(shù)

張啟光

摘要 隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，對低頻無線頻譜的穩(wěn)定發(fā)展提出了更高的要求。而微波毫米波不僅具有波長較短的特點(diǎn)，而且還具備帶寬較寬的特點(diǎn)。因此，不斷的運(yùn)用微波毫米波集成天線技術(shù)，能夠有效解決無線電接入技術(shù)所面臨的問題，而且還可以提高高速寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用效率。本文就針對微波毫米波集成天線技術(shù)展開具體的分析與討論。

【關(guān)鍵詞】微波 毫米波 集成天線

隨著多媒體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對帶寬的需求也在不斷增加。而傳統(tǒng)的無線頻譜資源越來越趨于飽和，這樣就無法滿足人們對帶寬的需求。因此，為了有效的實(shí)現(xiàn)高速、寬帶無線通信，我們就應(yīng)不斷開發(fā)新的無線頻譜資源，以此不僅能夠有效的擴(kuò)大通信系統(tǒng)的容量，而且還能在一定程度上對帶寬進(jìn)行有效的改善，從而有效的促進(jìn)我國寬帶通信技術(shù)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

1 基片集成背腔貼片天線及陣列設(shè)計(jì)

微波毫米波具有工作性能較好、易于小型化等特點(diǎn)。因此，微波毫米波就受到了工業(yè)界較為廣泛的應(yīng)用。而微波毫米波天線作為毫米波中的重要組成部件，其不僅收益較高，而且成本較低。因此，為了有效的減少微波毫米波頻段的表面波損耗，我們就應(yīng)采用背腔結(jié)構(gòu)的貼片天線，這樣才能有效的提高天線的增益。此外，隨著寬帶無線通信的快速發(fā)展，對微波毫米波頻段的加工精度提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)加工成本較高，這樣就大大增加了所消耗的經(jīng)濟(jì)成本。而采用基于基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的平面寬度背腔貼片天線及陣列，可以通過采用PCB工藝，并不斷的運(yùn)用SIW結(jié)構(gòu)，來有效的促進(jìn)輻射單元能夠產(chǎn)生輻射。此外，基片集成背腔貼片天線的主要工作原理為其利用兩個諧振頻率較為相近的矩形貼片天線和諧振腔來有效的展示天線的寬度，這樣不僅能夠有效的增加天線的增益，而且還能不斷的提高天線的輻射頻率。

2 平衡式饋電高增益縫隙天線陣

微波毫米波集成天線技術(shù)不僅包括：基片集成背腔貼片天線及陣列設(shè)計(jì)，而且還包括平衡式饋電高增益縫隙天線陣。其中，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，傳統(tǒng)的無線架構(gòu)已經(jīng)無法滿足用戶的上網(wǎng)需求，進(jìn)而也就影響了人們的生活質(zhì)量。而異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的提出，可以有效的將其用于熱點(diǎn)區(qū)域的帶寬保障并不斷的解決盲點(diǎn)區(qū)域的覆蓋問題，這樣就能有效的將流量進(jìn)行分擔(dān)。此外，無線回傳方式具有簡單、快速部署的特點(diǎn)。因此，運(yùn)用平衡式饋電高增益縫隙天線陣就能有效的解決點(diǎn)對點(diǎn)大容量網(wǎng)絡(luò)回傳問題，從而就能不斷的提高運(yùn)行效益。其中，為了有效的提高縫隙天線的增益，我們就應(yīng)將縫隙天線進(jìn)行串饋激勵。平衡式饋電縫隙天線的設(shè)計(jì)原理主要為：為了有效的使基片集成波導(dǎo)與縫隙之間能夠達(dá)到良好的匹配，我們就應(yīng)不斷的促進(jìn)縫隙單元中的電導(dǎo)能夠滿足相應(yīng)的條件，這樣就能有效的降低天線的駐波。而功率分配器作為陣列天線的重要組成部分，其在陣列天線的設(shè)計(jì)中有著十分重要的作用。其中，常見的基于SIW機(jī)構(gòu)的功率分配器主要有H面T型與Y型3dB功分器。雖然其各自有各自的優(yōu)點(diǎn)，但是其卻存在著占用面積大等缺點(diǎn)。而基于傳統(tǒng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的交替相位功率分配器，具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，這樣就能有效的增加天線的收益，從而不斷的促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的有效運(yùn)行。因此，不斷的運(yùn)用平衡式饋電高增益縫隙天線陣，可以有效的保證天線最大增益的指向不會隨著工作頻率的變化而變化，這樣就能有效的為天線的運(yùn)行提供一個點(diǎn)對點(diǎn)的高增益應(yīng)用環(huán)境。而通過對濾波器以及天線的設(shè)計(jì)，還能在一定程度上有效的改善天線的頻率選擇性以及駐波特性，這樣就能有效的提高接收機(jī)輸入信號的信噪比，以此來有效的提高天線的增益，進(jìn)而不斷的滿足點(diǎn)對點(diǎn)的運(yùn)行需求。

3 微波毫米波基片集成波導(dǎo)天線

隨著半模基片集成波導(dǎo)和基片集成波導(dǎo)技術(shù)的出現(xiàn)，有效的推動了微波毫米波基片集成天線技術(shù)的發(fā)展，并為其提供良好的計(jì)平臺。首先，該技術(shù)可以確保無源電路和天線的設(shè)計(jì)能夠在平面介質(zhì)基片上進(jìn)行，如選擇標(biāo)準(zhǔn)PCB工藝實(shí)現(xiàn)等;其次，該技術(shù)選擇的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)具有低損耗特性和近似封閉性的特點(diǎn)，這些是共面波導(dǎo)、微帶線等無法比擬的。實(shí)際上，微波毫米波段基片集成波導(dǎo)天線技術(shù)根據(jù)其輻射形式的不同可以劃分為口面輻射和端射輻射兩大類。端射式有包括了半模基片集成波導(dǎo)和基片集成波導(dǎo)饋電的漸變槽天線、偶極子天線和八木羽田天線，其可以獲得較高的增益。口面輻射式天線包括半模基片集成波導(dǎo)和基片集成波導(dǎo)縫隙天線、基片集成波導(dǎo)構(gòu)成的背腔天線、漏波天線等，其可以通過串并饋混合陣列或串饋陣列來提高增益。

4 電磁偶極子背腔貼片天線

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，對寬帶的運(yùn)行速度以及增益提出了更高的要求。而將電偶極子和磁偶極子有效結(jié)合起來，并同時激勵的電磁偶極子天線，其不僅具有帶寬較寬等特性，而且還具備方向圖穩(wěn)定以及后瓣輻射小等特點(diǎn)。因此，其也受到了較為廣泛的應(yīng)用。而本文所提出的主要是一種采用SICL激勵的電磁偶極子背腔貼片天線，該天線的阻抗帶寬較寬，且能夠有效的覆蓋住整個工作頻段，這樣不僅能夠增加方向圖的穩(wěn)定性，而且還能有效的提高整個天線的增益，從而不斷的促進(jìn)整個通信技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。此外，該天線主要采用標(biāo)準(zhǔn)的多層板PCB工藝進(jìn)行加工，這樣就有利于生產(chǎn)和電路集成，從而不斷的提高電線的增益。其中，電磁偶極子背腔貼片天線的主要運(yùn)行原理為：在電偶極子和磁偶極子的共同輻射下，天線的極化方向就會沿著X軸，此時電偶極子就會和磁偶極子進(jìn)行耦合，從而不斷的增加天線的阻抗寬度和方向圖的穩(wěn)定性。因此，不斷的運(yùn)用電磁偶極子背腔貼片天線，不僅可以有效的增加天線的增益，而且還能在一定程度上有效的改善天線的運(yùn)行平坦度，從而就能有效的降低整個運(yùn)行成本，以此來有效的促進(jìn)通信系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

5 總結(jié)

隨著通信技術(shù)的不斷的快速穩(wěn)定發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，不斷的研究與分析微波毫米波集成天線技術(shù)，對于有效的提高整個天線的增益以及不斷的促進(jìn)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行都具有至關(guān)重要的作用。因此，我們就應(yīng)從基片集成背腔貼片天線及陣列設(shè)計(jì)、平衡式饋電高增益縫隙天線陣、微波毫米波基片集成波導(dǎo)天線以及電磁偶極子背腔貼片天線等方面來對微波毫米波集成技術(shù)進(jìn)行有效分析，從而不斷的提高阻抗的寬度和增益的寬度，以此來有效的促進(jìn)我國通信技術(shù)的不斷快速穩(wěn)定發(fā)展。

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