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摘要
本篇论文提出了一种基于双层频率选择面(FSS)的X波段高增益微带天线。该天线采用了新颖的双层FSS结构,以实现更高的增益和更好的频率选择。该天线通过在中心微带线和接地平面上放置两个相同的双层FSS,来实现两个主波束的方向辐射。在X波段的测量中,该天线表现出了很好的性能,证明了双层FSS基于X波段高增益微带天线的可行性和有效性。
关键词:双层FSS;微带天线;X波段;高增益
引言
近年来,微带天线已经被广泛地应用于移动通信、卫星通信、雷达和无线网络通信等领域。由于其小尺寸、低剖面、易于制造和调整频率等优点,微带天线的应用越来越广泛。与此同时,由于微带天线的小尺寸,它的增益和方向性也受到了很大的限制。因此,提高微带天线的增益和方向性,一直是研究的重点和难点。
频率选择面(FSS)作为一种新颖的天线结构,在提高微带天线性能方面具有很大的潜力。FSS是在微带天线上加入一些铁氧体或金属衍射板,来实现对不同频段的选择性辐射。双层FSS是一种更复杂的FSS,它由两个单层FSS叠加而成。双层FSS具有更好的频率选择性和更高的辐射效率,使其成为微带天线中的一个重要组成部分。
本篇论文提出了一种基于双层FSS的X波段高增益微带天线。在设计中,我们采用了双层FSS来实现更高的增益和更好的频率选择。通过在中心微带线和接地平面上放置两个相同的双层FSS,我们成功地实现了两个主波束的方向辐射。在X波段的测量中,该天线表现出了很好的性能,证明了双层FSS基于X波段高增益微带天线的可行性和有效性。
设计与仿真
本文设计的双层FSS基于一个简单的菱形单元结构。该结构由两个紧密相邻的平行平板组成,边缘被连接在一起。内部填充了铁氧体,用于实现对不同频段的选择性辐射。在设计中,我们采用了两个相同的双层FSS,分别放置在微带天线的中心微带线和接地平面上。如图1所示。
(插图1)
采用本文设计的双层FSS,可以实现两个主波束的方向辐射。同时,我们通过优化双层FSS的尺寸和位置,来达到更高的增益和更好的频率选择。
在仿真过程中,我们采用了Ansoft HFSS软件进行模拟。仿真结果表明,通过在微带天线上放置两个相同的双层FSS,可以实现两个主波束的方向辐射;而通过优化双层FSS的尺寸和位置,可以实现更高的增益和更好的频率选择。如图2所示。
(插图2)
实验结果
本文设计的X波段高增益微带天线在实验中表现出了很好的性能。在X波段的频率范围内,该天线的增益和方向性均优于传统微带天线。如图3和图4所示。
(插图3)
(插图4)
结论
本文提出了一种基于双层FSS的X波段高增益微带天线。该天线采用了双层FSS结构,以实现更高的增益和更好的频率选择。通过在中心微带线和接地平面上放置两个相同的双层FSS,该天线成功地实现了两个主波束的方向辐射。实验结果表明,该天线在X波段的增益和方向性优于传统微带天线,证明了双层FSS基于X波段高增益微带天线的可行性和有效性。
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