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磁电偶极子

磁电偶极子 微波工程仿真
2024-09-26
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磁电偶极子天线是一种在无线通信中广泛应用的天线类型,其结合了电偶极子和磁偶极子的特性,以实现更稳定的辐射性能和更宽的阻抗带宽。

目录



  • 工作原理
  • 发展与现状
  • 参考文献



ME dipole

As shown below👇

磁电偶极子原理

磁电偶极子天线是将电偶极子和磁偶极子组合在一个天线单元内的天线。通过辐射方向图的互补,磁电偶极子天线能够实现稳定的辐射性能。

磁电偶极子天线的工作原理基于电磁波的辐射特性。当电流通过电极时,电极上的电场会产生磁场,从而形成一个磁电偶极子。这个磁电偶极子能够将电流转换为辐射电磁波,实现无线通信。

特点与优势

  1. 宽阻抗带宽:磁电偶极子天线具有较宽的阻抗带宽,这意味着它可以在更宽的频率范围内保持稳定的性能。

  2. 高增益:由于电偶极子和磁偶极子的互补作用,磁电偶极子天线通常具有较高的增益,有助于提升通信质量。

  3. 稳定的辐射方向图:磁电偶极子天线的辐射方向图较为稳定,有助于实现更可靠的通信。

  4. 低交叉极化:磁电偶极子天线在辐射过程中产生的交叉极化较低,有助于减少信号干扰。

  5. 高前后比:磁电偶极子天线在前后方向上的辐射强度差异较大,有助于减少后向辐射对通信的干扰。



磁电偶极子发展

1954年,Clavin 提出了互补天线的概念。根据该概念,通过同时激励电偶极子和磁偶极子,开发的天线实现了相等E-和H- 平面辐射模式。这种设计的另一个重要优点是可以加强前辐射,可以抵消后辐射,从而获得出色的前后比。


由 Luk 等人于 2006 年, 通过应用这一概念,提出了一款宽带阻抗带宽为 43.8% 的互补天线(SWR≤1.5),称为磁电偶极子(ME 偶极子)。


在2010s,K. M. Luk等,通过折叠垂直短路的贴片、使用超材料等手段降低剖面的磁电偶极子天线。


2020年至今,许多课题组已经通过,加载材料、平面打印、加载siw结构等手段继续降低剖面,并在高增益、宽带、辐射方向图等方面进行了进一步的研究。




参考文献




[1] A. Chlavin, "A new antenna feed having equal E -and H-plane patterns," in Transactions of the IRE Professional Group on Antennas and Propagation, vol. 2, no. 3, pp. 113-119, July 1954, doi: 10.1109/T-AP.1954.27983.

[2] K. M. Luk and H. Wong, "A new wideband unidirectional antenna element", Int. J. Microw. Opt. Technol., vol. 1, no. 1, pp. 35-44, Jun. 2006.

[3] R. Xu and Z. Shen, "Wideband Ferrite-Loaded Bow-Tie Antenna of Extremely Low-Profile," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 12, pp. 11401-11409, Dec. 2022, doi: 10.1109/TAP.2022.3209706.

[4] Z. Qian, Y. Zhao, X. Liu, L. Ge and J. Mao, "A Novel Filter in Antenna (FiA) With Compact Size and High Performance," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 7, pp. 5550-5559, July 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3401477.



       



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关注数学、电磁理论、微波射频、电路、工业设计等内容以及相关的仿真、设计工具软件。
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