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微帶貼片天線的效率(高介電常數(shù)的影響)

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想請(qǐng)教一下,如果想減小微帶貼片天線的尺寸,可以用高介電常數(shù)的介質(zhì)板,帶寬減小是很容易理解的,但這會(huì)對(duì)天線的效率產(chǎn)生怎樣的影響?想從物理意義角度理解,謝謝 

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效率會(huì)下降,因?yàn)椴捎酶呓殡姵?shù)的基板的貼片會(huì)更將大部分能量限制在貼片內(nèi)部,使得結(jié)構(gòu)的Q值進(jìn)一步增大,不能有效地向自由空間輻射。 
“帶寬減小”是眾所周知的結(jié)論,但不知你是如何理解的呢?

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bandwidth=1/(sqrt(2)*Q), 
Q=3*L*lambda0*er/(8*W*h); 
 
er增加,存儲(chǔ)能量線性增加,而er的增加會(huì)使L減小1/(sqrt(er))倍,所以Q 隨sqrt(er) 增加

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還想問(wèn)一下,由于er的增加,會(huì)帶來(lái)?yè)p耗嗎? 
 
效率=輻射功率/(輻射功率+損耗); 
 
(1)輻射功率 減少是一方面的原因, 
(2)那損耗怎樣變化呢?

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理論上單是er的增加對(duì)損耗影響不大,但實(shí)際上增加了er代表微帶里面高介電常數(shù)填充物增加(通常是陶瓷),損耗角正切增大,損耗會(huì)明顯增加。 
損耗的變化要差具體板材標(biāo)稱的損耗角正切,然后計(jì)算一下就可以了。

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er的增加,表面波損耗會(huì)隨之增加,但如樓上說(shuō)的,影響不是很大,前提是h不要過(guò)大,那h多大算個(gè)界限呢,broadband microstrip antennas中給出: 
當(dāng)h/lambda0<=0.3/(2*pi*sqrt(er))時(shí),表面波損耗可以忽略。 
 
通常的介質(zhì)隨著介電常數(shù)的增加,損耗角正切增加,高介電常熟低損耗角正切的介質(zhì)也有,但很貴,不實(shí)用。高損耗角正切也并非一無(wú)是處,它可有效得增加帶寬,詳情參見(jiàn)broadband microstrip antennas,具體那一頁(yè),忘了,但記得是第二章。 
 
近年來(lái),高介電常熟得介質(zhì)發(fā)展得也很快,因?yàn)樗墒固炀小型化,06年IEEE,trans on ap上有篇文章說(shuō)過(guò)這個(gè),用得LTCC工藝做得一種介質(zhì),介電常熟120多(一般我們?cè)O(shè)計(jì)微帶天線用得都是9.8以下的),大家可以去下載看看(忘了哪一期了,但記得是第一篇)

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樓上的,這么高的介電常數(shù)!我是搞民品的,聽(tīng)都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)! 
在民品中低介電常數(shù)的也很貴,幾乎是用純PTFE,介電常數(shù)2.1左右的,優(yōu)勢(shì)是損耗角正切很小,好像是0.0009,不過(guò)現(xiàn)在有公司開(kāi)發(fā)出了價(jià)格低廉的低介電常數(shù)材料,介電常數(shù)2.2左右,損耗角正切0.0012。

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那么高的介電常數(shù)怎么用啊,首先,尺寸大約會(huì)減小為:(W/sqrt(er))*(L/sqrt(er)) 
輻射功率p_r正比于(w/sqrt(er))的平方,就是正比于1/er 
所以,效率=(p_r/er) / (p_r/er+p_loss)=p_r/(p_r+120*p_loss)<<20%,根本不能用啊。。

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我說(shuō)的那個(gè)好像是用于L波段干涉SAR,是一個(gè)4×4的陣列

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高介電常數(shù)的材料做出來(lái)的微帶貼片天線,波束比聚四氟乙烯材料上做的寬一些,但是增益低。 
 
高介電常數(shù)的材料也可以做成介質(zhì)諧振腔,用微帶線或者探針直接激勵(lì),設(shè)計(jì)合理的話就能做成介質(zhì)天線。雖然介電常數(shù)高,但是輻射效率不低。 
 
介質(zhì)天線沒(méi)有實(shí)踐過(guò),哪位能介紹一下?

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