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《一種高隔離度雙極化微帶天線的設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、一種高隔離度雙極化微帶天線的設(shè)計蘇振華尹應(yīng)增任學(xué)施張杰喬青（西安電子科技大學(xué)天線與微波技術(shù)國家重點實驗室，西安710071）摘要：本文介紹了一種工作在Ku波段的高隔離度雙極化微帶天線，該天線采用鄰近耦合和H槽縫隙耦合相結(jié)合的饋電方法實現(xiàn)了天線的雙極化，雙層反射地板的結(jié)構(gòu)降低了天線方向圖的后瓣。借助Ansoft公司的HFSS仿真軟件對該天線進行了仿真和優(yōu)化，得到了較好的結(jié)構(gòu)和指標參數(shù)。與常規(guī)的雙極化微帶天線結(jié)構(gòu)相比，該天線具有高端口隔離度和低后瓣的特性。關(guān)鍵詞：雙極化；微帶天線；隔離度DesignofaDual-polariza
2、tionMicrostripAntennaSuZhenhuaYinYingzengRenXueshiZhangJieQiaoQing(InstituteofAntennasandElectromagneticScattering，XidianUniversity,Xi'an710071，China)Abstract:Ahighisolationdual-polarizationmicrostripantennaworkingatKu-bandispresented.Thisantennaisfedbymethodsofdire
3、ctcouplingandH-slotcouplingtorealizedual-polarization.Duetothedoublereflectorsstructure,theantennahasalowerback-lobe.OnbasisofAnsoftHFSSsoftware,thisantennaisanalyzedandoptimized.Somegoodresultsarepresented.Comparedtoconventionaldual-polarizationmicrostripantenna,th
4、isantennahasbetterisolationandlowerback-lobecharacteristics.Keywords:dual-polarization;microstripantenna;isolation·11·1引言微帶天線由于具有體積小，重量輕，低剖面，易于加工以及與有源器件及電路集成等諸多有點，在通信，雷達等方面得到廣泛的應(yīng)用。另外，頻譜資源日益緊張現(xiàn)代衛(wèi)星通信領(lǐng)域迫切需要天線具有雙極化功能，因為雙極化可使它的通信容量增加一倍。雙極化技術(shù)的應(yīng)用通常要求低交叉極化電平和高隔離度。單層的雙端口饋電隔離
5、度一般只能達到-25dB左右[1]，多層饋電雖然結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜，但是可以得到很高的隔離度。本文首先對三層介質(zhì)板單層反射板的微帶雙極化天線進行了分析，其結(jié)果表明方向圖的后瓣比較大。然后采用了四層介質(zhì)板，在最下層的介質(zhì)板下方加了一塊反射地板，得出比較理想的結(jié)果，其端口隔離度低于-40dB，后瓣降低了4.85dB。2微帶雙極化天線的研究2.1天線的結(jié)構(gòu)三層介質(zhì)板微帶天線結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中（a）是立體的側(cè)視圖，（b）是俯視圖。天線由三層介質(zhì)板組成，輻射貼片蝕刻在最上層即第一層介質(zhì)板的頂部。鄰近耦合饋電微帶線在第二層介質(zhì)板的上面，第二層
6、介質(zhì)板和第三層介質(zhì)板之間放置反射地板，H槽開在這反射地板上面，第三層介質(zhì)板的下側(cè)為通過H槽耦合饋電的微帶線。三層介質(zhì)板都采用介電常數(shù)為2.2的RogersRT/duroid5880(tm)材料，第一，二層厚度為0.381mm,第三層厚度為0.254mm，饋電采用50歐姆微帶開路線。不同層饋電可以明顯的增加隔離度，可以對H槽的尺寸進行調(diào)節(jié)，改善輸入端口的阻抗特性?！?1·（a）立體側(cè)視圖（b）俯視圖圖1天線結(jié)構(gòu)圖2.2天線的仿真分析及優(yōu)化利用電磁仿真軟件HFSS對天線進行仿真和優(yōu)化，以此來確定天線的結(jié)構(gòu)尺寸。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)尺寸如表
7、1所示。仿真得到的兩個端口的S參數(shù)如圖2，3所示，圖2表明端口1的-10dB阻抗帶寬為1GHz,從16.45GHz至17.45GHz，端口2的-10dB阻抗帶寬為850MHz，從16.55至17.40GHz。從圖3可以看出，天線表現(xiàn)了高隔離度的特性，其兩端口的隔離度在頻帶范圍內(nèi)低于-40dB，在頻點16.5GHz上達到-56dB。圖4給出了天線在兩個主極化方向x-z面和y-z面的方向圖，從圖中可以看出，天線具有良好的交叉極化特性，這也是天線饋電端口的高隔離特性決定的。該天線的各指標均良好，完全能滿足工程的需要。表1天線結(jié)構(gòu)尺寸
8、表（單位mm）符號LLaWWaWb尺寸5.223.410.410.75符號WsLbLsH尺寸0.21.61.61.8圖2天線的反射損耗圖3天線兩端口的隔離度（a）x-z面的方向圖（b）y-z面的方向圖圖4雙極化天線的方向圖·11·3降低天線后瓣的研究很多介紹采用H槽耦合方式饋
