一種新型寬帶圓極化微帶天線的設計_田印炯.pdf

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1、5第3卷第期..杭州電子科技大學學報VOI,o33N52013年10月Joum司fOHanouDiiUniveoiyt.砂anzOct2013:.....103%9j/n一一ido儷1閱19146201305017一種新型寬帶圓極化微帶天線的設計,,田印炯陳建程忍,(杭州電子科技大學天線與微波技術研究所浙江杭州31018)。,摘:要該文設計了一種新型寬帶圓極化微帶天線該天線采用微帶線進行饋電在地板圓形開槽,內(nèi)加載一對矩形和橢圓組成的徑向微擾枝節(jié)來獲得圓極化并切去一對圓弧形槽以降低圓極化的。,。中心頻率借助仿真軟件H玲S對天線結構參數(shù)進行優(yōu)化設計并制作實物仿真與

2、測試結果表明:回波損耗小于一ordB的阻抗帶寬為12.5%,且在此頻段內(nèi)軸比均小于ZdB。關鍵:;;詞微帶天線圓極化寬帶中圖分類號:82文獻標識碼:A文章編號:101一9146(2013)05一以〕62一04NT0引言,、、、、,、近年來微帶天線由于具有剖面低重量輕易于加工結構簡單易于集成等優(yōu)點在無線通信射、。、、頻識別雷達及衛(wèi)星導航等領域獲得了廣泛應用圓極化微帶天線因具有抑制雨霧干擾抗多徑反射。〔’〕接收任意極化的來波且其輻射的圓極化波可以被任意極化的天線所接收等優(yōu)點而越來越被重視,,,然而傳統(tǒng)的圓極化微帶天線圓極化帶寬較窄一般單層單點饋電的圓極化微帶天線3

3、dB軸比帶寬只`。一’。、有3%左右〔〕人們提出了許多方法來拓展微帶天線的3dB軸比帶寬3[]文獻34采用雙點或多點,,,饋電的方法來拓展微帶天線的3dB軸比帶寬但需要使用饋電網(wǎng)絡來實現(xiàn)相位差且結構過于復雜增,。,加了天線的高度破壞了微帶天線的低剖面性文獻5給出了一種共面波導饋電的寬帶圓極化天線其,,接地板上開有方形縫隙通過調(diào)節(jié)饋電微帶線上兩個長短不一的正交枝節(jié)使天線的3dB軸比帶寬達·、,”%?！?。到了“文獻采用微帶線饋電通過在地板上開不同形狀的縫眸來實現(xiàn)寬帶圓極化本文設。計了一種微帶線饋電的寬帶圓極化微帶天線應用電磁仿真軟件H玲S對該天線進行建模仿真及參

4、數(shù)優(yōu)化,并在。,1.465一1.6GH:此基礎上制作了天線的實物仿真及實測結果表明該天線在范圍內(nèi)回波.,。一or,5%ZdB,損耗小于dB相對阻抗帶寬達到12且在此范圍內(nèi)軸比均小于圓極化特性較好1天線設計,a,。天線結構圖如圖1所示圖1()為天線俯視圖圖1(b)為天線仰視圖.,..,144,0F該天線印制在一塊厚度為6~相對介電常數(shù)為損耗角正切為02的低耗4R基板上介L。,。a,GwxG反面印制微帶饋線圖1()中質(zhì)基板的平面尺寸為在它的正面印制天線的輻射元在地板上,。,““”開半徑為R的圓形寬槽為了獲得圓極化在圓形寬槽內(nèi)與微帶饋線成45夾角的徑向加載一對手指。

5、,,,。型結構的微擾金屬枝節(jié)該枝節(jié)長度為D寬度為W可以分成兩個部分一部分是與圓形槽相切的長一、,;、,。“”度為D5/2寬度為W的矩形另一部分是長軸為S短軸為W的半個橢圓通過調(diào)節(jié)這兩個手指型,,“,。一“枝節(jié)的長寬使其產(chǎn)生兩個幅度相等相位相差90的電場從而實現(xiàn)圓極化在與微帶饋線成45夾角,,。的直徑上切去一對圓弧形槽增大感應電流的路徑從而降低圓極化的中心頻率該圓弧形槽的圓心與坐收稿日期:2013一07一20,,,,.:一作者簡介田印炯(1989)男安徽阜陽人在讀研究生寬帶圓極化微帶天線5:第期田印炯等一種新型寬帶圓極化微帶天線的設計,·、L,。1,L的標軸的距

6、離為半徑為凡微帶饋線的結構如圖(b)中所示寬度為W長度為微帶線為50。微,。。、。f帶線其與SMA射頻接頭相連接在長度為L寬度為W的微帶線底部連接長L寬W,的微帶線來進行。,t、:,阻抗匹配此外還通過增加長為L寬為W的枝節(jié)來調(diào)節(jié)天線的中心頻率拓展天線的阻抗帶寬和軸比。,,:帶寬天線采用電磁仿真軟件HSFS進行仿真設計對各項參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)節(jié)得到最佳參數(shù)尺寸如下,,,,,·,,Gw=85,GL=,R,=32=17L,=D二Zl,=sS二8s二3L=mln95lnIlnI凡lnI20nmWmmWun,.,.,。.,。.,6r=5sLf二==t二,,=。unWm13s

7、mW8sunL24sunW14mL3n圖l天線結構圖2仿真與實測結果,,。a,根據(jù)上述仿真優(yōu)化的結果加工制作了天線實物如圖2所示圖2()為天線正面圖圖2(b)為。,天線背面圖為了驗證仿真結果的準確性采用AislentEso7lC矢量網(wǎng)絡分析儀實際測量了天線的s,。,、參數(shù)并將實測和仿真結果進行了對比由于實驗條件的限制未能對天線的軸比方向圖等參數(shù)進行。實際測量圖2天線實物圖。一,天線回波損耗的仿真值及實測結果如圖3所示回波損耗小于10dB的頻率范圍仿真結果為..,...,.148一168GHz126%;1465一lz125%。相對帶寬為實測結果為66GH相對帶寬

8、為由于天線的加,。,工誤差和測量環(huán)境等