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紧密耦合偶极子阵列(TCDA)

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紧密耦合偶极子阵列通过巧妙利用电磁耦合效应,在保持结构简单的同时突破了传统阵列的带宽限制,是现代天线工程中的重要研究方向。然而, TCDA 中实现宽带大角度扫描仍有待进一步研究。

目录



   
  • 紧密耦合偶极子阵列    
  • 广角阻抗匹配    
  • 参考资料    
 
 

 
     



*

As shown below👇

*紧密耦合偶极子阵列

紧密耦合偶极子阵列是一种天线设计技术,通过将多个偶极子天线以紧密间距排列并优化耦合效应,实现宽频带、高增益和低剖面等特性。  
紧密间距引入的互耦效应可抵消单个偶极子的窄带特性,通过耦合调整输入阻抗,实现多谐振点叠加。
 
其相邻单元电流相位差可控,形成等效磁流分布,增强辐射效率。  
接地板或寄生单元设计可抑制表面波,减少能量损耗。  
 


然而,该天线加工复杂度高,实现成本高。最大的挑战是互耦导致的扫描盲区。

针对上述问题,虽然已经提出了很多解决方法,但又产生了许多新的问题。如为了克服扫描盲区,引入超材料覆层。这无疑增加了天线整体的剖面。




*广角阻抗匹配

为了在 TCDA 中实现大角度扫描,通常需要加入广角匹配 (WAIM) 层 。  
 

 
常见的 WAIM 层包括介电切片、超构表面和频率选择表面 (FSS),但它们通常会增加阵列轮廓的高度。  
最近,有提出利用偶极子两侧的寄生金属条来代替 广角阻抗匹配层。  
 


与 E 平面扫描相比,H 平面扫描的阻抗匹配更具挑战性,因为阵列中不同频率的端口阻抗会急剧变化。因此,在 H 平面扫描期间,重点将放在阻抗匹配上。

WAIM(例如 FSS)可以引入电容电抗分量,以改善扫描过程中的阻抗匹配。如果可以在偶极子层上引入合适的电容电抗分量,那么在不增加轮廓的情况下改善阻抗匹配将是可行的。偶极子两侧的寄生金属条用于代替WAIM层,它们对辐射方向图和交叉极化水平几乎没有影响。


 


参考文献



   

[1] H. Zhang, S. Yang, Y. Chen, J. Guo and Z. Nie, "Wideband Dual-Polarized Linear Array of Tightly Coupled Elements," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 66, no. 1, pp. 476-480, Jan. 2018, doi: 10.1109/TAP.2017.2776959. 

[2] Y. Geng et al., "A Compact Fed Tightly Coupled Dipole Array of High Performance Without Wide-Angle Impedance Matching Layers," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 24, no. 4, pp. 813-817, April 2025, doi: 10.1109/LAWP.2024.3517661.   

          



来源:微波工程仿真
ACTANSA材料
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首次发布时间:2025-07-12
最近编辑:1年前
周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
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1条评论
仿真秀1224152041
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5月前
请问有关于TCDA的仿真教程吗
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