7.2GHz圆形微带贴片天线设计及其在军事应用

"本文主要探讨了通信与网络中单频圆形微带贴片天线的设计，这种天线广泛应用于卫星通信、导弹遥测等领域。文章着重介绍了微带天线的基本结构、馈电方式以及优缺点，并针对特定应用场景，如无线电引信，强调了天线性能的重要性。文中还提出了设计一个中心频率为7.2GHz、相对介电常数为εr=4.4的圆形微带天线的初步方案。" 微带天线是一种常见的射频天线类型，由金属辐射片和金属接地板构成，中间隔以介质基片。这种天线的馈电方式主要包括微带线和同轴线，它们能在金属贴片与接地板之间激发辐射场。微带天线的独特之处在于它通过贴片四周的缝隙向外辐射电磁波，因此有时也被称为缝隙天线。然而，微带天线的频带宽度有限，功率容量不大，损耗较高，且基片材料的选择对天线性能有显著影响。尽管存在这些局限性，微带天线因其体积小巧、重量轻、低剖面、制造简便、成本低廉、易于集成和多频段工作能力而备受青睐。 在军事应用中，无线电引信利用天线发送和接收信号来控制武器的引爆时机，以提高打击效果。因此，天线性能至关重要，尤其是在导弹和弹药这类空间和重量受限的环境中。为了适应弹头的圆锥形状，本文提出设计一个中心频率为7.2GHz的圆形微带贴片天线，采用相对介电常数为4.4，损耗正切为0.1646的介质材料。介质的选择对于天线性能至关重要，因为它影响天线的尺寸、带宽和辐射效率。理想的介质材料应该具有稳定的介电常数，低损耗且能够提供适当的尺寸平衡。 设计圆形微带天线时，首先要考虑介质基片的厚度和材料。高介电常数可以减小贴片尺寸，但可能导致带宽变窄；而低介电常数则可能增加边缘场，降低辐射效率。损耗角正切的大小直接影响天线效率，需要选取损耗小的材料以提高整体性能。设计过程中还需考虑天线的阻抗匹配、增益、方向图和极化特性等因素，以确保在实际应用中达到预期效果。 通信与网络中的单频圆形微带贴片天线设计是一个综合考虑物理原理、材料科学、电磁理论以及实际应用需求的复杂过程。通过精细优化，这种天线能够在各种严苛环境下提供可靠的通信连接，服务于卫星通信、军事系统等多个领域。