Ka波段超宽带准八木天线

微带巴伦后面的部分便是天线的辐射部分，主辐射元由微带巴伦进行馈电，电磁波从主辐射元上依次耦合到后面的四个寄生辐射元上，通过寄生辐射元的尺寸、间距以及寄生辐射元到主辐射元的距离可以使得空间中的电磁场在一个方向（巴伦的方向）上相互抵消，在相反方向（主辐射方向）上相互叠加，这样就使天线获得单向辐射的特性。

利用HFSS进行优化得到准八木天线的设计参数为：w_s=0.54mm, w_g=2mm, L0=2.4mm, w1=0.3mm, L1=1.2mm, W=6mm, L=9mm, 如图3所示。

图3准八木天线结构（俯视图）

3 仿真结果

利用HFSS仿真得到准八木天线的S11曲线，如图4所示；谐振频率处的E面方向图和H面方向图（在直角坐标系下），如图5所示。由图4可知，该天线的谐振频率为34.8 GHz，反射损耗小于-10dB(电压驻波比VSWR约小于2)的相对带宽为38%（27.3GHz～40.4GHz，图4中的点1至点2），几乎覆盖了整个Ka波段，这是传统的微带天线所不能及的。由图5可知，该天线在谐振频率处的最大增益为6.7dBi。在图5（a）中，E面方向图略有不对称，这主要是由巴伦结构的不对称引起的。由图5也很容易得到：E面的主瓣宽度为62°，H面的主瓣宽度为70°。

图4 准八木天线的S11曲线

（a）E面方向图

（b）H面方向图

图5 准八木天线的方向图

4 结论

本文应用LTCC技术，在Ka波段设计了一个超宽带准八木天线。对该天线的设计和工作原理进行了简要的说明。为有效的对天线的辐射元进行馈电，设计了一种简单有效的巴伦结构。天线的输入阻抗为50W。从仿真结果来看，该天线具有非常好的带宽特性和增益特性。