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多短路针加载小型微带贴片天线的理论分析多短路针加载小型微带贴片天线的理论分析
栾秀珍 谭克俊 房少军 （大连海事大学，大连 116026） 摘 要：与单短路针加载微带贴片天线相比，多短路针加载微带贴片天线具 有较低的输入阻抗和较宽的频带。 本文提出了多短路针加载微带贴片天线谐振频 率、输入阻抗及回波损耗的计算方法，给出了相应的计算公式，并用这些公式对 具体天线进行了计算，给出了计算结果，分析了天线谐振频率随第 2 根短路针位 置和直径的变化规律。 关键词：微带贴片天线，输入阻抗，谐振频率，回波损耗，短路针
1 引言
目前，在许多应用场合（如移动通信手机中）都需要体积小、重量轻的小型 接收天线。微带贴片天线以其剖面低、重量轻等优点而成为人们的首选。但是， 这种天线在较低频率应用时尺寸仍然太大，不能满足实际要求。Waterhouse 于 1995 年在文献［1］中提出一种在微带贴片天线中加入单根短路针使天线谐振频 率降低、尺寸减小的方法，并对这种天线进行了实验研究。但是这种单短路针加 载微带贴片天线在谐振频率处的输入阻抗很高，难以匹配，而且频带也很窄。为 此，本文提出了在微带贴片天线中加入多根短路针使天线输入阻抗降低、频带加 宽的方法，并对多短路针加载微带贴片天线进行了理论分析，给出了数值计算结 果，这些结果对这种天线的设计、推广及应用具有理论指导意义。
2 理论分析
首先分析单短路针加载矩形贴片天线。对于这种贴片天线，Rebekka Porath 在文献［2］中利用腔模理论提出了其谐振频率的计算方法,但并没有详细讨论天 线的输入阻抗。为此，下面首先推导单短路针加载矩形贴片天线输入阻抗的计算 公式。 单短路针加载矩形贴片天线的结构如图 1 所示。已知对于时谐场，腔体区域 的波动方程为：
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