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对X波段微波介质谐振器天线的应用程序

阿卡纳沙玛1,哈雷的故事2S.C.Shrivastava2
  1. 研究学者、电子与通信系MANIT,印度博帕尔1
  2. 教授,电子与通信系、MANIT印度
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文摘

一个简单的介质谐振器天线(DRA) X波段频率操作提出了。X波段微波波段位于频率8到12赫兹之间。在提出半径标注使用反射平面微带下给水管路与气隙小,饲料衬底和反射器之间引入平面减少叶背面。槽耦合是用来激发这半径标注。提出半径标注设计给了双波段操作在X波段和共振频率8.6 GHz和10.3 GHz。天线设计提供最小回波损耗为-20.3 db和-24.5 db分别为8.6 GHz和10.3 GHz。它还提供了高前支持比率(FBR)为12.35 db和9.83 db分别为8.65 GHz和10.3 GHz。回波损耗阻抗带宽的390 MHz(4.5%)带我和730 MHz(7.3%)乐队II。提出了简单的半径标注设计高FBR的X乐队应用程序显示11.8%的总带宽。半径标注分析利用Ansoft基于基于有限元方法。 Radiation characteristics of this DRA are observed at resonating frequencies. This DRA is useful at microwave X band application such as satellite communication.

关键字

半径标注、X波段微波应用程序中,比率

介绍

近年来,研究人员对调查半径标注有关注它的有吸引力的特点是重量轻、体积小、低损耗和温度稳定性。介质谐振器收到极大的兴趣近年来为他们的潜在的应用在微波和毫米波通信系统。他们被广泛使用作为调谐组件等屏蔽微波电路的过滤器,振荡器和空腔谐振器。适当的饲料安排,他们也可以用作天线,提供有效的辐射[1]。也微条天线在更高的微波波段应用卫星通信和雷达等应用程序通常提供高金属损失。所以,这些要求的半径标注可以是一个不错的选择,因为它克服了问题的高损失最小表面波损失。半径标注通常由温度稳定的高介电材料的介电常数微波应用程序(10 - 100)。共振频率的半径标注可以很容易地通过适当选择不同谐振腔材料的介电常数及其维度[4]。半径标注等不同形状的阀瓣,半球形,长方形,和戒指已经在文献[3],[4],[8],[9]。矩形介质谐振器是首选,因为他们是容易制造和提供了更多的自由度来控制谐振频率和品质因数。 Many investigations have been conducted to enhance bandwidth and gain of DRA [7],[8],[10],[13] but front to back ratio (FBR) of DRA has not been presented so far. Micro strip fed DRA act as a magnetic dipole and suffers with problem of back lobe. So in this paper reflector plane is used to improve the FBR. This paper presents a simple dielectric resonator antenna that operates at X band and useful in satellite communication. The proposed antenna is simulated using FEM based HFSS simulator and the various performance characteristics are observed and discussed.
半径标注的回波损耗带宽可以计算的
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fH -高切断频率
fL -切断频率较低
fc -中心频率

天线几何

半径标注设计的衬底尺寸4.5 cm x 4.5 cm x 0.16 cm。FR4环氧树脂介电常数4.4是用在这里。选择半径标注的矩形尺寸1厘米x 2厘米0.5厘米。高介电常数介电材料(蓝宝石)10。高介电常数材料可以提高耦合和减少大小但也降低了带宽。半径标注的尺寸(长度、宽度和高度)的半径标注选择这样(L > W > h),设计参数的设计总结了如下所示的表我和几何半径标注的图1所示。泡沫用于引入气隙。半径标注的尺寸关系来近似给出低于[18]。
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结果与讨论

分析天线性能,基于基于有限元仿真工具使用。模拟结果的回波损耗、电压驻波比,辐射模式,获得情节本节所示。图2给出了回波损耗的情节提出半径标注。很明显从半径标注的图是在X乐队共振频率为8.6 GHz和10.3 GHz。获得的带宽是390 mhz (8.81 - 8.42 ghz)和730 mhz (10.61 - 9.88 ghz)。最小回波损耗为-20.3 db和-24.5 db分别观察到8.6 GHz和10.3 GHz。电压驻波比和频率图也显示在图3中显示良好的协议指定带宽。
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拟议的半径标注在共振频率的辐射模式8.6 GHz和10.3 GHz分别在图4和5所示。这是辐射主要在侧向方向。很明显,从图4和图5,叶背面是最小化由于平面反射器和改进FBR 12.35 db和9.83 db的观察分别为8.6 GHz和10.3 GHz。这个半径标注显示相当良好的辐射¤= 0 o但辐射模式略有扩大¤= 90 o。半径标注的3 D图是图6所示显示整体辐射特性在8.6 GHz。模拟获得的情节对频率的半径标注也观察和图7中的。最大增益为3.9 db和4.1 db是观察¤= 0度和¤= 90度的分别。
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结论

一个简单的介质谐振器天线为X波段操作已被提出。平面反射器的气隙小,低于微带线半径标注的性能有所提高。拟议的半径标注可用于微波应用程序通常使用在X波段微带天线的使用提供了高的金属损失的问题。拟议的半径标注的主要特点是规模小,微波高频率操作。这个半径标注可用于卫星通信提供了BW总额11.8%,高比率和良好的增益。

引用



















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