共面馈电凹口矩形贴片天线间的互耦

本文分析了共面馈电的凹口矩形微带贴片天线间的互耦模型，具体研究了天线介质包
括厚度以及介电常数、不同阵元间距、不同的阵元放置方式、不同谐振长度的天线组合对于互耦的影响，确定了减小阵元间互耦的方法。互耦研究有利于大的阵面设计，并可以应用到空间多样性，极化多样性以及方向图多样性的天线阵设计中。
关键词：互耦；天线阵；共面馈电；凹口矩形贴片
在现代移动通信领域中，随着通信业的发展，移动体上装载的通信设备越来越多．因此，减小通信设备所占空间、提高通信设备的性能便成为人们所追求的目标．微带天线在移动通信领域具有很好的应用前景[1][2]，具有成本低、姿态矮、重量轻、便于安装等优点。在实际应用中，往往要求天线具有高增益、方向性强及定向辐射等特点，单个微带天线辐射元的增益及方向性均很难达到要求，而天线阵则可获得上述特性[3]。对于具有大量天线元的天线阵，阵列面积的限制可能会导致阵元间的互耦。这种耦合会使得副瓣变坏，主波束倾斜，零点转移以及栅瓣出现[4]；移动通信中经常使用的多样性天线[5]则要求更小的阵元间距，互耦的存在会减小增益[6]，同时使得多样性天线平均接收能量下降[7]。因此，预测阵元间的互耦并采用有效的方法抑制互耦是非常必要的。
本文给出了共面馈电的凹口方形贴片天线的互耦研究。在中心频率为10GHz，频带
8-12GHz的范围内研究了天线介质包括厚度以及介电常数、不同阵元间距、不同的阵元放置方式、不同谐振长度的天线组合对于互耦的影响。该研究的目的是在阵元间距一定的情况下实现天线阵元间互耦的最小化。下面按以下几部分进行说明：首先分析了天线阵中的3种互耦模型；其次，利用Ansoft HFSS仿真软件研究了不同条件下天线元间的互耦情况，并实际制作出了多元阵来验证仿真结果的正确性；最后说明了不同谐振长度天线间的互耦情况。