平面缝隙天线的研究与设计

兰州大学

硕士学位论文

平面缝隙天线的研究与设计

姓名：李晓峰

申请学位级别：硕士

专业：物理学、无线电物理指导教师：张金生

20060601

２．１缝隙辐射原理

２．１．１缝隙单元的理论模型及其辐射分析Ⅲｗ０１

单个缝隙可以近似看作个理想开缝天线（即在无限大且非常薄的理想导电体表面上的开缝），如图２．１所示。缝隙的宽度Ｗ远小于波长ｘ，而其长度２，通常为加。

根据电磁对偶性及巴俾涅原理可知，该缝隙天线的互补屏是一个极薄的，其大小和形状与缝隙完全相同的理想导电金属片（即如果将此金属片放置在缝隙的位置，它将恰好填补缝隙而构成一个完整的金属平面），这是一个片状的电振子天线。

比较这两种天线在其表面上的边界条件：在缝隙上，磁场矢量的切向分量Ｈ。＝０，而在振子上，电场矢量的切向分量

丘。＝０，（下标Ｓ或ｄ分别表示该矢量是在缝隙

上或是在振子上）；在缝隙所在的平面上，除缝

隙之外的其余部分，电场切向分量Ｅ，＝Ｏ，而

在振子所在的平面上，除振子之外的其余部分，

磁场切向分量Ｈ。＝０。由此可见，在电场与磁

场矢量可以互换的条件下，理想缝隙天线与等

图２．１理想缝隙天线结构

效振子天线的边界条件是恒等的。根据唯一性

定理，在封闭面上，只要给定场强的切向分量，就可唯一决定整个空间的场。因而，由麦克斯韦方程求得的振子天线的解，只需将其中的电场矢量更换为磁场矢量，而将磁场矢量更换为电场矢量，即可得到缝隙天线的解。

对两种天线的激励方式也是完全对偶的：对于电振子天线，一般认为它如同张开的双线结构，载有驻波电流，其电流按正弦规律分布

』（ｚ）＝ｋｓｉｎｋ（ｔ一仲ｚ∈［一ｚ，『］（２．１）其中，振子上为电流波腹点的振幅值：同样，对于缝隙天线，无论缝隙被何种方式激励，缝隙中只存在切向的电场强度，电场强度一定垂直于缝隙的长边，并对