天线设计中的磁介质材料探索可重构潜力( 三 ) _磁场

?图9 天线样件
?图10 测试照片
图11所示为测试S11曲线。“关”状态谐振于5.69GHz，“开”状态双频谐振，低频谐振点随外置磁场强度增强向高频偏移，而高频谐振点始终维持在5.35GHz 。
?图11 测试S11曲线
测试与仿真结果在“开”状态下的不同，是因为前面的仿真结果是在各向同性的理想内部磁场H0中获得的。实际中的铁氧体在永磁体提供的外置磁场下产生的内部磁场并非各向同性，因此需要对前面的仿真结果进行修正。图12所示为考虑了外置永磁体情况下磁场分布示意图，铁氧体内部磁场强度H0在平行于贴片天线方向是均匀的，而在垂直于贴片天线方向是变化的。
?图12 磁场分布
文中对这种各向异性磁场进行了后仿真，由于铁氧体的剖面很低，因此对内部磁场变化采用取平均的方法，而没有分区计算。图13给出了后仿真S11曲线，在考虑了永磁体的各向异性特征后，仿真结果与实测结果吻合良好。
?图13 后仿真S11曲线
图14给出了频率可调区域内的S11和轴比的变化。在低频端，天线为右旋椭圆极化；在高频端为左旋圆极化。图15给出了天线在“开”、“关”两个状态下仿真与实测方向图对比，“开”状态的增益比“关”状态下低约1dB 。
?图14 S11与轴比随调节频率的变化曲线
?图15 仿真实测方向图对比(左为“关”状态，右为“开”状态)
结论
铁氧体材料的高阻性和磁特性使其可以用于可重构天线中。当施加外置磁场后，铁氧体材料变为各向异性，且磁导率变为张量() 。天线中的电磁场与外置磁场引起的铁氧体内部磁场相互作用，使天线具有可重构特性。通过改变外置磁场可以控制天线的工作频率和方向图特性。
对铁氧体可重构天线的仿真重点有二：其一是描述铁氧体磁导率的数学模型，其二是铁氧体内部磁场的分析。
-- 文后 --
来源：半波长（微信公众ID：）
—END—
链接：天线设计中的磁介质材料探索可重构潜力 - RFASK射频问问
关于RFASK射频问问
射频问问是在"微波射频网”系列原创技术专栏基础上升级打造的技术问答学习平台，主要围绕射频芯片、微波电路、天线、雷达、卫星等相关技术领域，致力于为无线通信、微波射频、天线、雷达等行业的工程师，提供优质、原创的技术问答、专栏文章、射频课程等学习内容。更多请访问：RFASK射频问问 - 射频技术研发服务平台 | 技术问答、专栏文章、射频课程

天线设计中的磁介质材料 探索可重构潜力( 三 )

天线设计中的磁介质材料探索可重构潜力( 三 )