2019-04-19 天线理论

一、小环天线

        小环天线是指环天线的最大尺寸（环周长）小于十分之一波长的天线。这里的小，是指电气上的小，是与其工作波长相比较而言的。小环天线的辐射场和环的具体形状没有关系，和环天线的面积有关。小环天线的辐射在环面内最强，在垂直与环的方向上是零。求解小环天线的远区辐射场时，小环天线上电流的幅度和相位可以视为恒定不变。

二、大环天线

        当环天线的周长约为波长的十分之一或者更大时，称为大环天线，该天线沿着环上的电流幅度和相位不能再视为常数，电流幅度和相位会沿着环变化，从而天线的性能随着天线尺寸和形状变化而变化。根据环的周长长度不同，大环天线可以分为四分之一波长环天线，二分之一波长环天线，和一个波长环天线等。下面介绍一个波长方环天线的工作原理。一个波长方环天线如图2-1所示，每个边长为四分之一波长，环的周长为一个波。这里假设沿着环上分布有连续的正弦曲线形式的电流，如图中虚线所示。天线馈电点在平行与x轴的边的中心，此处的电流最强。每一个边上都有四分之一波长的电流。

三、缝隙天线

        缝隙天线通过天线表面金属面上的缝隙向自由空间辐射能量。缝隙天线与普通微带天线相比，具有更大的阻抗带宽，且交叉极化电平更低，即可产生双向辐射，也可通过增加金属背板或背腔来实现单向辐射。根据 Babinet-Booker 原理和电磁对偶性原理可知，可以将缝隙天线等效为与缝隙天线互补的金属天线来分析。

四、圆极化原理

        根据圆极化产生的原理，我们必须设计一对具有90°相位差的正交模式。一般而言,微带缝隙天线的圆极化方式有三种，一是采用对称扰动的方式,如在正方环形缝隙的对角线上截角，或是在正方形、圆形缝隙的45°、135°处加上凹槽；二是使用特殊馈入方式产生圆极化,如利用共面波导不等长连接于正方形缝隙两个相邻的垂直边缘。此外,还可以利用特殊缝隙结构产生圆极化，如使用T形、L形缝隙。