基于双T型缝隙的新型太赫兹双频微带天线
【图文】：
４１２Ｈ（εｅ＋０．３）（Ｗ／Ｈ＋０．２６４）（εｅ－０．２５８）（Ｗ／Ｈ＋０．８），（４）式中，Ｈ表示衬底的厚度。通过上述公式可以初步计算得到辐射贴片尺寸的理论值，这些参数以及天线贴片上加载的缝隙的几何参数需要进行多次仿真分析，优化后得到满足不同性能指标要求的设计方案。２仿真结果及分析本文利用电磁仿真软件ＨＦＳＳ建模并进行仿真分析，ＨＦＳＳ软件是利用有限元法进行数值计算仿真的。根据上一节给出的天线的结构参数，仿真得到了如图２所示的天线的回波损耗Ｓ１１曲线。从图中可以看出，在低频谐振频率ｆ１＝３００ＧＨｚ处，该天线的回波损耗达到了－２９ｄＢ，带宽为１２ＧＨｚ（２９２～３０４ＧＨｚ）；在高频谐振频率ｆ２＝６７０ＧＨｚ处，天线的回波损耗值达到了－４０ｄＢ，带宽达到了３１ＧＨｚ（６５７～６８８ＧＨｚ）。可见该天线在这两个谐振频率上都实现了良好的性能。S11/dB-40-35-30-25-20-15-10-50200300400500600700频率/GHz图２双Ｔ型缝隙贴片天线的回波损耗Ｓ１１２．１谐振频率处的电流分布本节分析该天线在两个谐振频率处的电流分布情况，从物理上解释天线谐振频率的产生原因。图３（ａ）所示为天线在低频谐振频率ｆ１＝３００ＧＨｚ时贴片上的电流分布结果，从图中可以看到，电流的流向主要是沿着长度Ｌ的方向，在宽度Ｗ的方向上均匀分布且集中分布在贴片上，该现象说明了天线的低频谐振频率是通过贴片产生谐振实现的；图３（ｂ）所示为天线在高频谐振频率ｆ２＝６７０ＧＨｚ时贴片上的电流分布结果，从图中
牛?面方向图，由于该谐振频率是由两个Ｔ型缝隙产生的，所以其方向图的主辐射方向位于关于０°对称的－５０°和５０°，，最大增益达到了３．７１ｄＢ，３ｄＢ半功率波束宽度为－４１～４０°。天线在两个谐振频率都满足设计的需要，能够实现同时在两个频段上的正常工作。0306090120150-180-150-120-90-60-302.00-6.00-14.00-22.000306090120150-180-150-120-90-60-300.00-10.00-20.00-30.00(a)f1=300GHz(b)f2=670GHz图７天线ＥＨ面方向图３结束语本文设计了一种双Ｔ型缝隙贴片天线，该天线能够同时工作在两个不同的ＴＨｚ频段，通过调节天线的结构参数实现其谐振频率的改变，从而满足不同领域对工作频段的需求。通过仿真分析，得到了天线的两个谐振频率分别为３００和６７０ＧＨｚ，其中在低频段的带宽范围为２９２～３０４ＧＨｚ，在高频段的带宽范围为６５７～６８８ＧＨｚ。在低频和高频处天线的最大增益分别为７．１３和３．７１ｄＢ，而且３ｄＢ半功率波束的宽度都比较大，满足设计的要求。该天线具有结构简单、易于加工且性能指标稳定等优点，可以应用于ＴＨｚ通信系统中，其设计思路及方法对双频微带天线的设计与研究有一定的参考价值。参考文献：［１］ＳｙｅｄＷａｑａｓＨ，ＣａｖａｌｌｏＤａｎｉｅｌｅ，ＳａｒｒｏＰａｓｑｕａｌｉｎａＭ．Ｄｅｓｉｇｎ，ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆａ０．３ＴＨｚｏｎ－ＣｈｉｐＤｏｕｂｌｅＳｌｏｔＡｎｔｅｎｎａＥｎｈａｎｃｅｄｂｙＡｒｔｉｃｉａｌＤｉ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｓ
【作者单位】： 天津理工大学计算机与通信工程学院;天津大学激光与光电子研究所;
【基金】：天津理工大学市级大学生创新创业训练计划资助项目(201510060054)
【分类号】：TN822
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