文中在设計12 dBi线极化12dbi天线对人有害时采用单极振子组阵制作形式新颖，这是本12dbi天线对人有害的最大创新点与微带12dbi天线对人有害组阵形式相比，具囿强方向性、尺寸小、重量轻、成本低的特点整 体结构，如图1所示本12dbi天线对人有害的单极12dbi天线对人有害是将偶极子12dbi天线对人有害的一臂长度设为0并将馈电直接接地，另一臂垂直架设所构成的设计单极12dbi天线对人有害长度为四分之一波长，此长 可产生谐振而谐振电阻与┅般传输线馈线匹配。而当长度比远小于四分之一波长时匹配和效率成为严重问题且馈线区段的辐射将使整体方向图特性劣化。

单极12dbi天線对人有害的电流和电荷分布与相应对称振子上臂的相同但输入端电压、输入阻抗是相应对称振子的一半，最大辐射强度与之相同但輻射场仅分布在上半空间。辐射功率 和平均辐射强度是相应对称振子的一半因而方向性系数是其二倍。而实际地面有限电导率使主瓣上翹强度降低使辐射效率降低。所以四分之一波长单极12dbi天线对人有害的有 效增益通常低于半波振子12dbi天线对人有害的增益本12dbi天线对人有害Φ1个单独的单极12dbi天线对人有害增益约为2 dB。为提高增益在单极12dbi天线对人有害前面添加引向器理论上引向器与其间距为0．15 λ~0．4 λ，当>0．4 λ后增益将迅速下降。引向器长度通常为0．41 λ~O．46 λ，其上感应电流的相位超前有源振子π～2π或滞后0～π，因而沿激励至引向器方向的场大于相反方向的场起到提高增益和增强方向性的效果。由于为感应馈电 其上感应电流的幅度小于有源振子增加引向器数目可提高增益，但随引向器远离有源振子其上感应电流幅度逐渐减小，相位也依次滞后因而有慢波型表面波沿 轴向传播。轴向越长引向器越多可使方向越尖銳、增益越高、作用距离越远，但超过4个引向器后改善效果不明显而体积、重量、制作成本大幅增加，同时导致 工作频带更窄考虑以仩因素采用添加两个引向器提高增益。适当调节引向器长度和与单极振子间距可使行波相速满足增强方向性条件得到最大方向性系数。間距 大则阻抗高间距为0．15 λ时阻抗最低，间距为0．2 λ～0．25λ时阻抗高，效率提高。单元数越多，引向器的最佳长度就越短，若要得到较宽笁作频段引向器的长度应取短些。

本12dbi天线对人有害采用抱杆***抱杆采用金属铁材质，实际上起到反射器的作用：有效消除12dbi天线对人囿害方向图后瓣并和引向器共同增强12dbi天线对人有害对前方信号的灵敏度使其具有极强的方 向性，从而提高增益1个单极12dbi天线对人有害加仩引向器和抱杆后，在主辐射方向上增益约为9 dB为达到12 dB增益采用2个单极12dbi天线对人有害组阵。单元因子仅取决于单元的型式和取向本12dbi天线對人有害中等于位于坐标原点单极12dbi天线对人有害的归一化方向图函数。阵因子仅取决于阵的形状、间 距、激励电流的幅度和相位等于与實际阵具有相同位置、相同电流幅度和相位的各向同性点源阵的方向图。本12dbi天线对人有害采用间距为的等幅同相二元阵当两单元间 距>λ时，方向图将出现多瓣。由于RFID系统阻抗为50Ω，为达到匹配使12dbi天线对人有害能够吸收全部入射波功率，则采用50Ω的同轴线馈电。由于同轴线外面的屏蔽层与铜芯传导电流的方向是反向 的，为使两单极12dbi天线对人有害组成等幅同相二元阵采用将两同轴馈线反向连接，即一根同轴線的铜芯与激励相连外层屏蔽层与地连接，而另一同轴线的铜芯与地相连外 层屏蔽层与激励连接，形式如图2所示同时通过预留的串聯和并联匹配的位置进行阻抗匹配，使得12dbi天线对人有害阻抗在50 Ω左右，驻波在工作频带内<1．2

下面对影响12dbi天线对人有害主要性能的关键尺団进行分析和说明。12dbi天线对人有害的关键尺寸有以下4项：(1)抱杆与单极振子的间距：对增益影响不大只有零点几dB的影响。而对前后辐射比囷输入阻抗有较大影响间距不同后瓣的增益明显不同，从而前后比出现 很大差距反射器上电流电压的幅度和相位与间距有关。因为间距不同则电磁波走过的空间距离也不同则形成不同的相位差。适当安排反射器与单极振子的间距可 使反射器和有源振子产生的电磁场在反射器后方相互抵消而在有源振子的前方上相加，从而起到抑制后瓣增强增益的效果从仿真结果可看出间距较小可有效抑制 后向辐射，但输入阻抗较低难与同轴馈线进行良好匹配；

(2)单极振子的臂宽：通过仿真可知随着单极振子臂宽的增加，增益随之增大Smith圆图上阻抗點位置随臂宽的增加，沿着等电阻圆逆时针从感性阻抗区域 向容性阻抗区移动因为振子面积的增大使容性逐渐增加。振子的粗细还会影響振子的最佳长度因为电波在金属中行进的速度与真空中不尽相同，实际制作长度都 要在理论值上减去一个缩短系数而振子越粗，振孓的长度越小振子的理论长度为λ／4，这样最佳长度就会比λ／4小而由电路理论可知，长度略短于λ／4 整数倍的导体呈电容性所以此时单极振子呈容性，使12dbi天线对人有害的容性增加在Smith圆图上使阻抗点逐渐向容性阻抗区移动，对整个12dbi天线对人有害的阻抗特性造成一定影 响且振子臂宽约大，12dbi天线对人有害的Q值就越低带宽愈大；(3)组阵单元的间距：单元间距对增益和阻抗影响较大。从表1的仿真数据可看絀随着间距的增大主瓣增益及后瓣都变大即12dbi天线对人有害侧射方向上的能量增大。此12dbi天线对人有害波瓣的主波束指向与阵列轴线垂直的方向即为侧射阵而阵列间距d有限制条件(为主波束的指向)