【正文】 110 kk ? ，但此時它們的比值為實數(shù)而不是 j? 。k QAkk21139。 其他形式的微帶天線 一．微帶振子天線 微帶振子天線可看成是矩形貼片天線一條邊的寬度趨于零形成的。下面介紹幾種周期結構的例子。 Ansoft HFSS 是 Ansoft 公司推出的基于 電磁場有限元方法（ FEM）的分析微波工程問題的三維電磁仿真軟件， Ansoft HFSS 以其無與倫比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，穩(wěn)定成熟的自適應網(wǎng)格剖分技術，使其成為高頻結構設計的首選工具和行業(yè)標準，并已廣泛應用于航空、航天、電子、半導體、計算機、通信等多個領域，幫助工程師們高效的設計了各種高頻結構 。 (d)在菜單欄中點擊 HFSSAnalyze,進行優(yōu)化分析。 圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 26 利用網(wǎng)絡分析理論可求得二等分微帶功率分配器的設計參數(shù)如下： 01 02ZZ? ， 04gl ?? ， 02RZ? 這里選取 R2=R3=Z0=50Ω ， Z02=Z03= Z0 2 = , r=2Z0=100Ω ,介質常數(shù)r? =，高度 h=2mm 的介質基板 ,設置主頻 f=。反射系數(shù) 20dB時的帶寬為 %，有較寬的帶寬 。 按照此模型進行仿真 設計 如下圖 ： 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 31 圖 天線模型圖 此時饋電點的位置在貼片的邊緣的中心點，設置激勵，選中 主頻為 ，進行仿真，結果如下： 2 .2 2 .4 2 .6 2 .8 3 .0 3 .21 61 41 21 0864 S11[dB]F re q [ G H z ] S1 1 圖 S11反射系數(shù)圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 32 2 .2 2 .4 2 .6 2 .8 3 .0 3 .22468101214 VSWR[dB]F re q [ G H z ] VSW R 圖 電壓駐波比 1 0 0 5 0 0 50 10001020304050607080 AxialRatio[dB]T h e t a [ D e g ] Ax i a l R a t i o [ d B] 圖 天線軸比圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 33 1 51 0505101503060901201501802102402703003301 51 05051015 p h i =00 圖 天線的方向圖 從以上 4 圖可以看出，該天線仿真結果并不理想，頻率的諧振位置和方向圖的 最大增益方向都有所偏差， 軸比的結果也不好 ， 需要進行改進。兩端傳輸線長度都為四分之一中心波長，理想情況假設它們彼此之間沒有耦合。 （ b） 在菜單欄中選 HFSS〉 ResultsOutput Variables。因此，微波工程方面涌現(xiàn)出了許多具有挑戰(zhàn)性的課題。 (a) (b) 圖 微帶縫隙天線 微帶縫隙天線在航天飛行器、衛(wèi)星直播電視及醫(yī)學診斷中得到應用。 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 15 圖 多點饋電圓極化微帶天線 三．多片法 多片法是在不同的貼片中激勵相互正交的模式來實現(xiàn)圓極化輻射的。100101 kAkkk kkkq ?????? （ ） 上兩式相加得 ?????? ???????? ??? AAQkAAkkk 12 39。 微帶天線的優(yōu)點之一是便于實現(xiàn)圓極化工作，實現(xiàn)圓極化工作可采用單片法或多片法，單片法又分單點饋電 法和多點饋電法，下面分別討論這兩種方法。采用長度比貼片尺寸稍小的縫隙一般可獲得滿意的匹配。rJ?? 的積分方程，因此稱為積分方程法。 空腔模型法 空腔模型法把貼片與接地板之間的空腔看成是四周為磁壁、上下為電壁的有耗諧振腔，空腔的損耗主要是邊緣縫隙的輻射損耗。如圖 所示矩形微帶貼片天線及坐標系，矩形的寬為 w，長 2/dl ?? ， g? 為介質內(nèi)波長。 微帶天線的 分析方法有很多，為簡單起見，我們以矩形微帶天線為例，采用傳輸線 模型 分析方法介紹它的輻射原理。 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 3 167。 167。 1970 年出現(xiàn)了第一批實用的微帶天線。 微帶天線 圓極化技術 .........................................................................................10 167。 關鍵詞： 微帶天線、圓極化、軸比 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） II Abstract The microstrip antennas has the volume to be small, the weight is light, the low section plane, the production cost is low, easy volume production, easy and characteristics and so on microstrip line integration, can obtain the single direction wide petal directional diagram, easy to realize, the double polarization dual range and so on multipurpose work. These merits cause the microstrip antennas in approximately the 100MHz100GHz broad frequency range, widely applies in includes the satellite munication, the radar, the remote sensing, the guided weapon as well as the portable wireless apparatus. The paper first reviewed microstrip antennas39。 axial ratio 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） III 目 錄 摘 要 ................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................ II 目 錄 ................................................................................................ III 第一章 緒論 ........................................................................................ 1 167。 圓極化 微帶天線 的仿真優(yōu)化 ..............................................................................19 167。 167。 （ 4） 不需要背腔，微帶天線適合于組合式設計（固體器件，如振蕩器、放大器、可變衰減器、開關、調制器 、混頻器、相移器等可以直接加到天線基片上）；饋線和匹配網(wǎng)絡可以和天線結構同時制作。圓極化天線的實用意義主要體現(xiàn)在 :1. 圓極化天線可接收任意極化的來波 ,且其輻射波也可由任意極化天線收到 ,故電子偵察和干擾中普遍采用圓極化天線 。將邊緣場分解為水平和垂直分量，由于貼片長度 /2L ?? ，所以兩開路端的垂直電場分量反相，如圖 (b)所示，該分量在空間產(chǎn)生的場互相抵消（或很弱）。c o s39。并且以上兩種方法都只適用于形狀簡單的貼片，而積分方程法適用于任何介質厚度和任何結構的微帶天線。但此時饋線本身要輻射，從而干擾方向圖降低增益。若瞬時電場矢量沿傳播方向按左手螺旋的方向旋轉，稱之為左旋圓極化波，沿其傳播方向按右手螺旋旋轉，稱之為右旋圓極化波。為了實現(xiàn)相位上 的正交并同時實現(xiàn)兩種模式簡并工作只能取 ba? ， 1001 kk ? 。 10?? （ ） 代入（ ）式可得 A 的方程 0122 ???????? ?? baQAbaA （ ） 該方程的解為 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 14 babaQbaQA ??????? ???????? ??222,1 11 （ ） 由上式解出 A，由（ ）式即可確定饋電點的位置，由（ ）可確定諧振頻率。這類天線與微帶貼片天線相比，具有結構簡單、更高的集成度和更大的帶寬等優(yōu)點。 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 17 （ a）壁壘線（城墻線、垛口線） 圖 (a)為 壁壘線的結構 (b)為一個單元。 167。 因為要實現(xiàn)圓極化，所以軸比要達到 1，即 AxialRatio Value=1， 前面 cost=10*㏒ 10（ AxialRatio Value） ,由式可看出 cost 越小，軸比 AxialRatio Value 越接近 1。 對于在介質常數(shù)為 r? ，高度為 h 的介質基板上的介質基片，設它的寬度為 w,則它的 有效介電常數(shù) 可用下式計算 ： e? = 21?r? + 21?r? 2/1121 ??????? ? wh () e? 是等效介質內(nèi)的波長，可由下式計算： ee ???? () 其中fc??，為光在真空中傳播的速度 經(jīng)過計算，我們可以得到 ： 50Ω 的微帶線的寬度為 ，相位差 90?時的長度 也即是 0e? /4 為 ； 的微帶線的寬度為 ，相位差 90?時的長度 也即是 1e? /4 為 。 從圖 和圖 可以看出 ,該天線 H面和 E面 的方向圖基本相同 ,說明該天線實現(xiàn)了兩個極化正交的線極化源，從而達到了圓極化的目的。貼片天線為正方形，邊長為 L=20mm。其輸入線和輸出線的特性阻抗都是 0Z ， 當信號從端口 ③ 輸入，經(jīng)特性阻抗為 01Z 的兩段傳輸線后，分別從端口 ① 和 ② 輸出。 天線 軸比 的 優(yōu)化 （ a） 將切角的大小設為 $cutSize，貼片的邊長設為 $patchSize， 在菜單欄中選 Project〉 Project Variables 中選擇 Optimization，選中優(yōu)化變量 $cutSize和 $patchSize,將優(yōu)化變量的范圍分別設為 [5mm,6mm]和 [29mm,32mm]。 Ansoft HFSS 高頻仿真軟件的介紹 近年來，微波技術得到了廣泛的應用，其現(xiàn)代應用括無線通信系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、射頻識別以及微波環(huán)境遙感系統(tǒng)。微帶縫隙天線的輻射是雙向的，如果要得到單向的輻射，可以在微帶導線一邊安放一塊平行于基片的平板反射器，縫與反射器距離為四分之一波長時可以獲得最佳匹配和最小副瓣。 相移，而且由于匹配負載吸收了輸入端口及輻射元的反射，有利 于改善輸入阻抗特性及終端反射所帶來的軸比惡化，圓極化帶寬可達 30%。 011010 ??????， 39。 5．圓極化波入射到對稱目標（如平面，球面等）時，反射波變?yōu)榉葱虻模醋笮ㄗ冇倚?，右旋波變左旋。調節(jié)縫隙的尺寸可以方便地控制饋線至貼片的耦合。rJ?? 和場 ??rE?? 都是未知的，如果把場點 r? 設置在貼片表面，利用導體表面總切向電場分量為零的邊界條件可以確定貼片表面的場空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 9 ??rE?? ，從而該方程成為源電流 ??39。 167。 傳輸線模型法