周期金屬桿陣列作為傳輸線的等效電路研究.pdf

1、在電磁能量傳輸鏈路中，導(dǎo)波結(jié)構(gòu)是重要的組成部件。這些部件承擔(dān)著信號(hào)的傳輸任務(wù)，其性能優(yōu)劣和體積大小將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能和載荷。大量理論分析和實(shí)際測試表明，周期金屬桿陣列除了可以用于制造定向性高的八木-宇田天線外，還可作為導(dǎo)波結(jié)構(gòu)在特定的頻帶內(nèi)有效地傳輸電磁波。與傳統(tǒng)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)如金屬波導(dǎo)等相比，周期金屬桿陣列具有重量輕、體積小，可以嵌入像聚苯乙烯泡沫塑料這樣的輕質(zhì)材料，陣列的拐彎或扭轉(zhuǎn)對傳輸性能的影響較小等優(yōu)點(diǎn)。
　　 長期以來

2、，對周期金屬桿陣列的導(dǎo)波特性的分析主要有矩量法以及用Floquet定理得到的近似解。當(dāng)陣列中包含的金屬桿的根數(shù)較多時(shí)，矩量法要消耗大量的存儲(chǔ)空間和計(jì)算時(shí)間，效率很低。Floquet定理方法通過分析無限的周期金屬桿陣列來預(yù)測包含很多根金屬桿的有限陣列的導(dǎo)波特性，只能對無損耗的桿有效，且還需要非常繁瑣的公式計(jì)算。針對這些困難，本文提出利用周期金屬桿陣列的等效電路來研究其導(dǎo)波性能。等效電路方法不但非常有利于直觀方便地了解電磁波在陣列中傳輸?shù)奈?/p>

3、理過程，而且能較為快速準(zhǔn)確地計(jì)算出傳輸通帶的中心頻率。
　　 盡管有相當(dāng)多的學(xué)者已經(jīng)對由金屬桿構(gòu)成的單根偶極子提出了各種各樣的等效電路模型，但至今仍然沒有能夠很好地描述周期金屬桿陣列的導(dǎo)波特性的等效電路。根據(jù)前人提出的單根偶極子的等效電路模型，本文給出了提取其電路元件參數(shù)的詳細(xì)方法。周期金屬桿陣列的等效電路基于偶極子和無源金屬桿的等效電路和耦合電容而建立，其導(dǎo)波特性與仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致。這驗(yàn)證了等效電路方法的正確性，為以后加