寬帶圓極化微帶天線分析與設(shè)計(jì).pdf

1、自從20世紀(jì)70年代中期微帶天線理論得到很大發(fā)展以來，由于微帶天線體積小、重量輕、饋電方式靈活、成本低、易于與目標(biāo)共形等優(yōu)點(diǎn)而深受人們親睞，在雷達(dá)、移動通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圓極化作為微帶天線理論和技術(shù)應(yīng)用的一個重要分支，被廣泛的運(yùn)用于雷達(dá)、導(dǎo)航、衛(wèi)星等電子系統(tǒng)中。由于其特性，使得收發(fā)天線間有很強(qiáng)的角度位置定位靈活性，并且能減小信號的多路徑干擾和其他的一些影響。此外，寬帶通信具有通信容量大、保密

2、性好、抗多徑干擾能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，是21世紀(jì)通信系統(tǒng)的發(fā)展方向，從而對通信設(shè)備的寬帶化也提出了越來越高的要求。其中寬帶天線就是無線通信系統(tǒng)所要研究的一個重要部分。 本論文主要針對無線通信中的寬帶圓極化微帶天線設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究與探索。在研究中采用了理論分析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段，提出了多種寬帶圓極化微帶天線結(jié)構(gòu)，由于其卓越的寬帶性能，成果已分別在本領(lǐng)域最高級別刊物IEEE Trans.On Antennas an

3、d Propagation，IET Microwaves Antennas&Propagation等上發(fā)表，集中體現(xiàn)了作者的研究成果。本文的主要工作如下： 1.研究了雙饋電寬帶圓極化微帶貼片天線設(shè)計(jì)技術(shù)。在對圓極化天線的一般特點(diǎn)和基本要求進(jìn)行探討的基礎(chǔ)上，針對微帶天線帶寬窄的固有缺點(diǎn)，采用了一種由3dB Wilkinson功分器和移相器組成的新型寬帶饋電網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用L型金屬棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)90°近耦合式雙饋電，得到了具有寬帶性能的圓極化

4、微帶貼片天線。并在此基礎(chǔ)上，對該天線的面電流分布及輻射特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究和探討，又提出了圓極化微帶環(huán)形貼片天線。并針對該天線結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化分析，采用了全波軟件和aggressive space mapping （ASM）優(yōu)化算法相結(jié)合的辦法，為天線的結(jié)構(gòu)最優(yōu)化節(jié)省時間和硬件資源，得到了良好的效果。 2.研究了四饋電寬帶圓極化微帶貼片天線設(shè)計(jì)技術(shù)。在對天線雙饋電的基礎(chǔ)上，對稱增加一對L型金屬棒進(jìn)行饋電。這種對稱結(jié)構(gòu)有效消除了

5、天線饋電金屬棒的輻射泄漏和之間的信號耦合，抑制了交叉極化，擴(kuò)展了天線的圓極化帶寬。并通過仿真和試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。 3.研究了四饋電寬帶圓極化縫隙天線設(shè)計(jì)技術(shù)。在接地板上開圓形槽進(jìn)行電磁波的輻射，采用四條微帶線進(jìn)行饋電，不但具有寬帶特性，而且具有雙圓極化性能。 4.研究了寬帶圓極化微帶天線陣的設(shè)計(jì)技術(shù)。在對單個寬帶圓極化天線研究得到比較充分的結(jié)果后，繼續(xù)對圓極化天線陣進(jìn)行了研究。采用相位旋轉(zhuǎn)式單饋電形式的饋電結(jié)構(gòu)對天線陣進(jìn)行