寬帶圓極化印刷天線研究

發(fā)布時(shí)間：2020-03-25 01:26

【摘要】：天線是將高頻電信號(hào)和空間電磁波相互轉(zhuǎn)換的器件。相比于線極化天線,圓極化天線具有能夠接受任意線極化及相同旋向圓極化來波等特性,且在抗多徑干擾、抑制雨霧等氣候引起的去極化效應(yīng)等方面,優(yōu)點(diǎn)顯著。同時(shí),當(dāng)今社會(huì)的信息量爆漲,無線信道必須足夠大以滿足通信系統(tǒng)要求,這些都驅(qū)動(dòng)了寬帶圓極化天線的研究印刷類天線因其具有設(shè)計(jì)靈活,易于集成,結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),而得到廣泛的應(yīng)用。由于寬帶圓極化印刷天線具有剖面低、加工簡(jiǎn)單、寬圓極化帶寬等優(yōu)點(diǎn),因此本文對(duì)寬帶圓極化印刷天線進(jìn)行深入研究,設(shè)計(jì)出三款寬帶圓極化天線:單層寬帶圓極化微帶天線、寬帶圓極化C形縫隙天線和共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化天線�；陧樞蛐D(zhuǎn)饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款單層寬帶圓極化微帶天線。該天線通過加載四個(gè)圍繞環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)正交排布的方形貼片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圓極化輻射性能,并通過在地板和輻射貼片中引入U(xiǎn)型縫隙結(jié)構(gòu)來展寬天線的圓極化帶寬。此外,為了拓展天線在高頻處的圓極化帶寬,將其中的一個(gè)方形貼片進(jìn)行了小型化和切角操作。測(cè)試結(jié)果表明天線實(shí)現(xiàn)了26.4%(5.25GHz-6.85GHz)的S_(11)-10dB阻抗帶寬,以及21.5%(5.40GHz-6.70GHz)的AR3dB軸比帶寬。該天線的尺寸為50mm*50mm*1.524mm,相比于傳統(tǒng)的寬帶圓極化微帶天線而言具有更小的剖面以及更寬的帶寬,便于用于寬帶無線通信系統(tǒng)中�；诳p隙輻射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款寬帶圓極化C形縫隙天線。該天線采用偏心的C形饋電結(jié)構(gòu)和C形縫隙地板實(shí)現(xiàn)了圓極化,通過在地板上減去了一個(gè)圓形縫隙的方法拓展了天線在低頻2.50GHz和高頻5.75GHz處的圓極化帶寬。測(cè)試結(jié)果表明天線實(shí)現(xiàn)了98.9%(2.20GHz-6.50GHz)的S_(11)-10dB阻抗帶寬,以及95.5%(2.30GHz-6.50GHz)的AR3dB圓極化帶寬。該天線尺寸為35mm*35mm*1mm,相比于之前公開發(fā)表的縫隙圓極化天線,該天線具有更小尺寸的同時(shí),亦具有更寬的圓極化帶寬�；诠裁娌▽�(dǎo)(Coplanar waveguide,CPW)饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化天線。該天線通過采用改進(jìn)的不對(duì)稱矩形金屬地板和矩形輻射貼片實(shí)現(xiàn)了圓極化,并對(duì)其中一塊地板開矩形縫隙和加載彎折枝節(jié),之后引入類W形金屬貼片微擾拓展了天線帶寬。測(cè)試結(jié)果表明天線實(shí)現(xiàn)了120%(1.50GHz-6.00GHz)的S_(11)-10dB阻抗帶寬,以及47.7%(3.25GHz-5.30GHz)的AR3dB圓極化帶寬。
【圖文】：

結(jié)構(gòu)圖,圓環(huán)形,貼片,微帶天線

均為滿足的工作帶寬，軸比帶寬均為滿足的工作帶寬。）。該天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但是實(shí)現(xiàn)的帶寬較窄。圖1.1 圓環(huán)形寄生貼片微帶天線結(jié)構(gòu)圖同樣是改變輻射貼片形式，尚玉璽等人通過在上下貼片分別開兩個(gè) 90°的圓弧形孔，并在切片的中心位置切去一個(gè)環(huán)形縫隙的方法，實(shí)現(xiàn)了 48%的阻抗帶寬，軸比帶寬覆蓋系統(tǒng)的 L 波段和 S 波段[3]。2015 年，，Yu L 等人利用電偶極子組陣的方法來實(shí)現(xiàn)寬波束圓極化輻射，天線的軸比帶寬為 126%[4]。該天線的軸比帶寬雖然得到了極大地展寬，但是組陣之后天線結(jié)構(gòu)較大，設(shè)計(jì)復(fù)雜。如圖 1.2 所示，2015 年

天線結(jié)構(gòu),貼片,矩形