【正文】 （ 5）輸入阻抗 天線通過傳輸線和發(fā)射機相連，天線作為傳輸線的負載，與傳輸線之間存在阻抗匹配的問題，天線與傳輸線的連接處稱為天線的輸入端，天線輸入端呈現(xiàn)的阻抗值定義為天線的輸入阻抗，即天線的輸入阻抗為天線的輸入電壓和電流之桂林電子科技 大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 80 頁 比： inin in ininUZ R jXI? ? ? （ 14） 其中， inR ， inX 分別為輸入阻抗和輸入電抗，它們分別對應有功功率和無功功率。實際上，天線的極化隨著偏離最大輻射放而改變，天線不同輻射方向可以有不同的極化。 在實際中，工程上常常采用兩個特定的正交平面方向圖。因此，任何一個天線的輻射場都具有方向性。這就是天線的互易定理。無線電通信、廣播、電視、 雷達 、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。天 線 無 處 不在 :家庭或工作 場 所，汽 車 或 飛 機里，船舶、衛(wèi) 星和航天器的有限空 間 內(nèi)，甚至可以由 步 行者隨身攜 帶 。此外，赫 茲還 用拋物面反射 鏡 天 線 做 過實驗 。 關(guān)鍵詞 ：圓極化；寬頻帶；微帶天線；口徑耦合 Abstract This article first introduces several theories of microstrip antenna analysis method, the transmission line model and cavity model theory and integral equation method. Then the third chapter discusses the theory of the circular polarization microstrip antenna, the nature of the circular polarized wave, and how to implement circular polarization, focus on single point feed are discussed, the two point circular polarized antenna feeder. The fourth chapter discusses the broadband microstrip antenna and miniaturization, tells the story of a variety of ways to realize miniaturization and wide band. This article discussed in chapter 5 small circular polarized antenna design. Utilizing the basic theory, mentioned in the previous section discussed the three method can realize the circular polarization microstrip antenna, of aperture coupled feeding is mainly discussed in the design of the circular polarization microstrip antenna, by paring three methods, Due to the aperture coupled feeding methods have more advantages than other two, and finally make the antenna aperture coupled feeding material, through the actual measurement, the successful implementation of the GHZ to GHZ bandwidth, and within the scope of the bandwidth achieved better standing wave ratio and radiation characteristics. Key words： Circular polarization。第三章接著討論了微帶天線的圓極化理論，圓極化波的性質(zhì)，以及如何實現(xiàn)圓極化，重點論述了單點饋電，雙點饋電的圓極化天線。第四章討論了微帶天線的寬頻帶和小型化技術(shù)，講述了多種實現(xiàn)小型化和寬頻帶的方法。 Broad band。 雖 然赫 茲 是一位先 驅(qū) 者和無 線電 之父，但他的 發(fā) 明只停留在 實驗 室的 階 段。 雖 然各 種 各 樣 的天 線令人眼花 繚 亂，但它 們 都遵從相同的 電 磁 場 基本原理 。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。 天線的基本電參數(shù) 描述天線工作特性的參數(shù)稱為天線的電參數(shù)（ Basic Antenna Parameters），又稱電指標，它們是定量衡量天線性能的尺度。 所謂方向性，就是在相同距離的條件下天線輻射場的相對值與空間方向的關(guān)系。在自由空 間中，最重要的兩個平面方向圖是 E面和 H面方向圖。 所謂輻射場的極化，即在空間某一固定位置上的電場矢量斷點隨時間運動的軌跡，根據(jù)軌跡形狀可以分為直線極化，圓極化，橢圓極化，其中圓極化又可以分為左旋圓極化和右旋圓極化。有功功率以損耗和輻射兩種方式耗散掉，無功功率存在于近區(qū)中。天線的所有電參數(shù)都與工作頻率有關(guān)，任何天線也都有一定的工作頻率范圍，當工作頻率偏離中心工作頻 率時，天線的電參數(shù)將變差。但是，過了二十多年，當較好的理論模型及敷銅或敷金的介質(zhì)基片的光刻技術(shù)發(fā)展之后，實際的天線才被制造了出來，這種基片的介電常數(shù)范圍較寬，具有吸熱特性和機械性及低損耗正切。貼片導體通常是銅和金，它可以取任意形狀。因而，在大約 100MHZ到50GHZ的寬頻帶上獲 得了大量的應用。分析時可以將該輻射貼片 看作是一段長為 L的低阻抗微帶傳輸線， 微帶 傳輸線的兩端斷開形 成開路， 這就 形成 電壓波腹。當微帶天線的形狀復雜時，就必須用其他分析方法討論。而第二類方法基于貼片和地板上的電流分布來計算輻射場，包括矩量（ Method of Moments）、有限元法（ Finite Element Method）和時域有限差分法（ Finite Difference In TimeDomain） 等。利用等效原理可以求出縫隙的面磁流密度，從而得 出每個縫隙的輸入導納和輻射場。只能用于矩形微帶天線以及微帶振子天線，對其他形式的微帶天線，比如圓形，則不實用。 這種理論的基本思想，是將微帶天線看成是一個上下以電壁為界， 四周以磁 壁為界的介質(zhì)腔體。 最初的典型作法是，先導出微帶貼片上單位電流元滿足邊界條件的并矢格林函數(shù) G ( r , r )， 場點 (r 處 )的電場可表示為： ( , ) . ( )() v G r r J r d vE r jw ??? ? （ 210） 式中， J（ r）是貼片上 r處 (源點 )的電流密度，令此電場在貼片表面的切向分量為零，便得到對 J（ r）的積分方程。 從數(shù)學處理上看，最早出現(xiàn)的傳輸線模型把微帶天線的分析簡化為一維的傳 輸線問題；接著產(chǎn)生的空腔模型則發(fā)展到基于二維邊值問題的解析求解； 20 世紀 80 年代以來形成和發(fā)展的全波分析又進了一步，計入了第三維的效應，成為三維 邊值問題的數(shù)值求解，因而最為嚴格，但也復雜得多。選取合適的場初值（或激勵源）和計算空間的邊界條件， 便可以得到包括時間變量的麥克斯韋方程的四維數(shù)值解，通過離散傅里葉變換還 可以得到三維空間的頻域解。 在使用 ADS,HFSS,CST 的過程中，就能體會到以上三種數(shù)值分析方法各自的優(yōu)缺點。 桂林電子科技 大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 10 頁 共 80 頁 第三章 微帶天線圓極化技術(shù) 能夠輻射或接收圓極化波的天線稱為圓極化天線 ， 圓極化波具有以下重要的性質(zhì) : (1)圓極化是一個等幅的瞬時旋向場 ， 沿其傳播方向看過去 ,波的瞬時電場矢量的端點軌跡是一個圓 ， 當用左手拇指指向傳播方向 ,其余四指由相位超前 ? /2的線極化方向旋轉(zhuǎn) ? /2到另一滯后的線極化方向 ,則該圓極化波為左旋圓極化波 。 圓極化波概述 圓極化波的產(chǎn)生 微帶天線中存在何種模式完全取決于貼片的形狀和激勵模型，當饋電點位于貼片的對角 線上時，天線中可以同時維持 01, 10TMTM 模，兩種主模同相且極化正交結(jié)果導致輻射波的極化方向與饋電點所在對角線平行，單點饋電的準方形貼片、方形切角貼片和四周切有縫隙的方形貼片天線等均可以輻射圓極化波。由曲線微帶構(gòu)成的寬頻帶圓極化微帶天線 。即 :沿其傳播方向看去，波的瞬時電場矢量的端點軌跡時一個圓。由此，實現(xiàn)圓極化天線的基本原理就是 :產(chǎn)生兩個空間上正交的線極化電場分量，并使二者振幅相等，相位相差 90度。反之，圓極化天線輻射的圓極化波也可以由任意極化的天線收到。其實，這一性質(zhì)就是發(fā)射和接收天線之間的互易定理。由這 個 性 質(zhì)可以知道， 采用圓極化波工作的雷達具有抑制雨霧干擾的能力。 圓極化微帶天線的主要電參數(shù) 軸比是圓極化微帶天線的主要電參數(shù)，也是衡量圓極化微帶天線圓極化性能的主要參數(shù)。 相位差 。 ,另一個模的等效阻抗相角滯后 45176。在 B型中 ,把饋電點設(shè)定在對角線上。 對于微帶傳輸線有： 1 1 1 1 1ta n e ffc d s wQ Q r Q Q Q?? ? ? ? ? （ 31） 03 ( / )8( / )rr abhQ ? ?? （ 32） 001 2 0 /c h f hQ ?? ? ? ? ??? （ 33） 1tandQ ?? （ 34） 桂林電子科技 大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 13 頁 共 80 頁 其中， tan eff? 為微帶線等效損耗角正切值， , , ,c d swQ Q r 分別為輻射損耗，導體損耗，介質(zhì)損耗以及表面波損耗引起的相應的品質(zhì)因數(shù)。的兩個信號 ,這兩個饋電點成直角分布時即可形成圓極化輻射，最簡單的實現(xiàn)方法是采用 T形分支 ,使兩條支路有四分之一波長的路徑差，為此要保證各支路傳行波 ,一個實例如圖 ,二條支路分別激勵 01TM 模和 10TM 模，兩者的輸入電阻分別為 abRR， ，則可由如下 35公式計算。 相移 的同時，還可 以避免終端反射所引起的軸比急劇變化；輻射源本身的反射波也可以由終端負載吸收，這樣就有利于改善該天線的駐波比特性。 桂林電子科技 大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 14 頁 共 80 頁 圖 采用 3db電橋設(shè)計的天線 桂林電子科技 大學畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 15 頁 共 80 頁 第四章 圓極化微帶天線小型化和寬頻帶技術(shù) 圓極化微帶天線的寬頻帶技術(shù) 天線的頻帶寬度是指其參數(shù)特性在規(guī)定的容許范圍內(nèi)的頻帶范圍 ， 對于線極化微帶天線來說 ,通?？紤]的主要性能參數(shù)有 :增益 !方向圖和輸入阻抗 ， 一般情況下 ,天線性能參數(shù)是隨著頻率而變化的 ,因而天線帶寬取決于各個參數(shù)的頻率特性 ， 若幾項性能參數(shù)能夠同時滿足指標要求 ,則應以其中最嚴格要求的參數(shù)作為確定天線頻帶寬度的依據(jù) ， 對于絕大多數(shù)微帶天線而言 ,輸入阻抗隨頻 率變化是最敏感的 也就是說 ,如果輸入阻抗?jié)M足頻帶要求時 ,其它的指標也能夠確保 因此通常以微帶天線輸入端的電壓駐波比系數(shù) (或反射系數(shù) )小于某一指定值時所對應的頻帶范圍作為其帶寬 ,即通常所說的天線帶寬是指天線阻抗帶寬 ， 微帶天線是諧振式天線 ,故帶寬較窄是其主要缺陷 ,隨著寬帶無線通信的發(fā)展 ,對天線寬帶性能的要求日益提高 ,如何展寬微帶天線的帶寬已成為多年來眾多學者研究的重點課題之一 微帶天線展寬頻帶的方法 對于普通微帶貼片天線而言，它的主要缺點是它的頻帶比較窄 。微帶貼片天線的窄頻帶特性阻礙了微帶天線在微波領(lǐng)域的應用。該方法雖然容易實現(xiàn)，但是受到客觀條件的限制，加大基片的厚度可增加頻帶寬度，但作用有限。 通過附加寬帶的饋電網(wǎng)絡(luò)，例如前面提到的雙饋點型中的利用 3db定向耦合器饋電，阻抗帶寬好圓極化帶寬就