采用口徑耦合饋電的5.8GHz天線的設計

其中，nL1和nL2為貼片和縫隙之間的阻抗轉(zhuǎn)化率，具體數(shù)值可以由下式給出：

總的輸入電阻的計算公式為：

其中，Zcf、kj和t分別為微帶饋線的特性阻抗和波數(shù)以及開路線的長度，n為縫隙和微帶饋線之間的阻抗轉(zhuǎn)換率。
因為天線的兩個諧振模是由耦合縫隙的長度決定的，因此通過適當?shù)恼{(diào)節(jié)十字縫隙的長度，便可以得到理想的圓極化。不等長的縫隙可以激勵出兩個相近的諧振模式，為了得到圓極化，這兩個模式需要幅度相近而相位相差90度。當縫隙L1的長度大于縫隙L2時，可以得到右旋的圓極化，而當縫隙L2的長度大于縫隙L1時，左旋的圓極化便可以被激勵出來。

3 天線參數(shù)的經(jīng)驗結(jié)果分析
a)天線基片介質(zhì)的選擇
根據(jù)腔模理論，微帶貼片天線可等效為一漏波諧振腔，盡管有較強的輻射，但它依然是品質(zhì)因數(shù)Q值較高的諧振系統(tǒng)。為了有效降低微帶天線的品質(zhì)因數(shù)Q值，必須選擇介電常數(shù)較低、厚度較厚的介質(zhì)，而對于饋電基片，選擇較薄的基片將有效降低來自饋線的偽輻射，在本例中，由于采用了口徑耦合饋電方式，因此可以針對不同的需要來分別選擇。但輻射基片的介質(zhì)厚度并不能太厚，否則容易在貼片天線表面激勵起不必要的高次模和偽輻射，通常其最大值不能超過0．052λ。
b)耦合縫隙寬度的選擇
耦合縫隙的寬度對天線整體性能的影響較小，其值可以用來對天線的阻抗匹配進行調(diào)節(jié)。通常，當增大天線輻射基片的厚度時，也需要加大縫隙的寬度來增強耦合度。在文章的研究當中顯示，天線對其數(shù)值的變化并不敏感，一般使其小于縫隙長度的十分之一即可。因此在應用當中，可以根據(jù)實際情況具體選擇。如在本天線當中，進一步減小縫隙的寬度可以達到更好的匹配結(jié)果，但是考慮到實際制作的方便，便將其定為1mm。
c)饋線開路端長度的選擇
饋線開路端的長度既饋線開路端到中心點的距離。其值常用來調(diào)節(jié)口徑耦合天線的電抗，為了貼片天線與饋線可以達到最優(yōu)化的阻抗匹配，其值一般選擇為四分之一波長即可。同時，它的數(shù)值變化也會引起天線諧振頻率的輕微變化，因此在天線的設計過程當中，也可以綜合考慮，在保證阻抗匹配的前提下，利用它來對天線的頻率進行微調(diào)。

4 結(jié)束語
在文章當中，針對ETC系統(tǒng)的OBU單元，設計了一種十字縫隙口徑耦合饋電的右旋圓極化微帶天線，并且對其饋電網(wǎng)絡進行了等效模型的分析。本天線模型結(jié)構緊湊小巧，不僅可以滿足設計的需要，而且可調(diào)參數(shù)眾多，設計自由度比較高。通過合適的選擇各項參數(shù)的數(shù)值，設計出的天線可以滿足寬頻帶、高增益的要求。