低剖面、频率可重构偶极子天线研究

摘要

设计了一种基于人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)反射板以及PIN二极管加载的低剖面、频率可重构双极化偶极子天线。通过控制PIN二极管的工作状态,可实现天线工作频段在P波段与L波段之间的切换控制,并同时保证各频段内的端口反射系数小于-10 dB。考虑到天线剖面高度主要由P波段的设计决定,且在频率可重构设计中,存在P波段与L波段偶极子辐射体与反射板之间理论距离不一致的矛盾,采用工作在P波段的AMC结构代替反射板来解决这一问题。结果显示,当天线分别工作在P波段和L波段时,其工作频段分别覆盖0.61~0.65 GHz和1.53~1.82 GHz。所设计的AMC结构在P波段和L波段分别表现出接近0°和200°的反射相位,通过将其与天线一体化设计,实现了约0.1λ_(max)(λ_(max)表示天线最大工作波长)的天线剖面高度,并保证了设计天线在两个波段均能正常工作。通过将设计天线与采用传统纯金属反射板的天线设计进行对比,能够降低59%左右的剖面高度,并明显改善了L波段的辐射特性。