【導(dǎo)讀】理論和積分方程法。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(shí)現(xiàn)圓極化，重點(diǎn)論述了單點(diǎn)饋電，雙點(diǎn)饋電的圓極化天線。論了微帶天線的寬頻帶和小型化技術(shù)，講述了多種實(shí)現(xiàn)小型化和寬頻帶的方法。本文在第五章討論小型圓極化天線的設(shè)計(jì)。運(yùn)用了前面章節(jié)所述的基本理

　　

【正文】 間形成 90176。相位差 ,必須在矩形微帶天線上附加一個(gè)簡(jiǎn)并模分離單元 ,使簡(jiǎn)并模的諧振頻率產(chǎn)生分離。 根據(jù)以上理論完成圓極化微帶天線的 hfss仿真，所得參數(shù)如下圖： 圖 天線 s11參數(shù) 結(jié)果分析：我們看以看出，天線的諧振頻率在 ，通過調(diào)整貼片大小，匹配線尺寸，均會(huì)影響到 s11，調(diào)整貼片的 L邊，謝振頻率會(huì)發(fā)生變化， L越長(zhǎng)， 頻率越低。但是我們也看到了天線的 10db以下的阻抗帶寬為 ，并沒有達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo) 。 帶寬小時(shí)微帶單層微帶天線的缺陷，我們也可增加電感的方式來增加帶寬，通過開縫，加槽或是改變形狀，但是均不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁 共 80 頁 圖 天線軸比 結(jié)果分析：可以看出 3db圓極化帶寬為 ，圓極化帶寬非常小。 圖 天線 電壓駐波比 圖 天線 3d方向增益圖 根據(jù)所需指標(biāo)檢查天線指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)天線阻抗帶寬不足，為了提高阻抗帶寬，我們采用 4片圓極化微帶天線陣列。 陣列天線需注意阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，根據(jù)微帶傳輸線四分之波長(zhǎng)的變換性，可設(shè)計(jì)如下匹配網(wǎng)絡(luò)。天線陣元之間的間距一般為二分之波長(zhǎng)，并且通過軟件調(diào)試改變。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁 共 80 頁 圖 圓極化陣列天線的模型 經(jīng)過 hfss仿真和優(yōu)化后，可得各個(gè)參數(shù)如下： 圖 天線 s11 結(jié)果分析：可以看出，天線的阻抗帶寬較大，達(dá)到了 ，天線陣列的很多因素都會(huì)影響到 s11，比如單元尺寸，匹配線尺寸，陣元之間的間距等。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁 共 80 頁 圖 天線軸比 結(jié)果分析：與單片的圓極化天線相比，陣列天線的圓極化帶寬也相應(yīng)變大了，達(dá)到了 。 圖 天線駐波比 圖 天線 3d增益圖 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁 共 80 頁 結(jié)果分析 :可以看出，天線的增益為 ，但是我們也看到了天線的旁瓣較大，方向性不好，這可能是天線之間的陣元距離較大所致。根據(jù)仿真結(jié)果來看，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到，但是我們也可以看到陣列天線的缺陷，就是旁瓣較大，而且尺寸較大，不符合設(shè)計(jì)要求。 口徑耦合饋電是上世紀(jì)八十年代提出的一種饋電方式 ，采用疊層結(jié)構(gòu)， 疊層之間通過地面分開，饋線與微帶貼片之間通過接地面上的窄縫進(jìn)行耦合 ， 口徑耦合饋電天線的各部分之間是分離的，可以分別進(jìn)行優(yōu)化，制作工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單；口徑耦合 貼片具有更多的設(shè)計(jì)參數(shù)，方便設(shè)計(jì)；采用這種饋電方式的天線上沒有劇烈的電流不連續(xù)點(diǎn)，相對(duì)較容易建模和分析；此外，口徑耦合天線的阻抗匹配很容易調(diào)節(jié)，所以通常具有顯著的阻抗帶寬。 圖 口徑耦合饋電 hfss模型 圖 耦合饋電 s11參數(shù) 結(jié)果分析：天線的耦合縫隙一般開在輻射貼片的中間，以減少交叉極化。此種饋電方式的天線實(shí)現(xiàn)了從 ，在這種情況下，耦合縫隙的尺寸，貼片的大小，空氣層的厚度都會(huì)對(duì) s參數(shù)產(chǎn)生影響。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 27 頁 共 80 頁 圖 耦合饋電天線軸比參數(shù) 圖 耦合饋電天線輻射增益 結(jié)果分析：此種饋電的天線有較好的輻射特性，也實(shí)現(xiàn)的較大的增益，達(dá)到了 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 28 頁 共 80 頁 圖 耦合饋電天線的 s11實(shí)測(cè) 圖 耦合饋電天線駐波比實(shí)測(cè) 天線的實(shí)測(cè)結(jié)果分析：用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)測(cè)天線的 s11參數(shù)，天線完全是現(xiàn)了從 ， 從天線的駐波比測(cè)試圖來看，在帶寬范圍內(nèi)，同樣實(shí)現(xiàn)了較好的駐波比特性。 在天線的測(cè)試過程中，由于加工或是耦合縫隙對(duì)準(zhǔn)存在誤差的問題，一開始并沒有完全實(shí)現(xiàn)指標(biāo)，后來用銅皮不斷的調(diào)試，才得到了上圖的結(jié)果。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 29 頁 共 80 頁 第六章 結(jié)論 通過此次圓極化微帶天線的設(shè)計(jì)，從最初的設(shè)計(jì)方案到最后制作出實(shí)物，并且通過測(cè)試， 不僅對(duì)自己所學(xué)的電磁場(chǎng)，微波技術(shù)，天線技術(shù)等課程有了更深的了解，而且自己親身經(jīng)歷這樣的一個(gè)過程，并且在老師和研究生學(xué)長(zhǎng)的幫助下對(duì)天線進(jìn)行調(diào)試，明白了怎么調(diào)試，為什么要這樣調(diào)試。 剛開始確立方案的時(shí)候， 決定了用單片切角型 的貼片來實(shí)現(xiàn)圓極化， 但經(jīng)過多次調(diào)試，始終沒有達(dá)到 ，后來又多次改變了天線的形狀，嘗試了圓形，蝶形，矩形加半圓的方式，雖然有所改善，但是依舊沒有實(shí)現(xiàn)指標(biāo)。后來就改用了陣列天線的形式，陣列天線要注意匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，還有陣元之間的距離，在仿真過程中，實(shí)現(xiàn)了較大的阻抗帶寬和圓極化帶寬，但是從方向圖來看，有較大的旁瓣，輻射特性較差，在分析了情況之后，嘗試將陣元之間距離減小，旁瓣情況有所改善，但是陣列天線尺寸較大，依舊不符合設(shè)計(jì)要求。最后，嘗試了用口徑耦合饋電的方式，雖然是兩層，但是尺 寸明顯變小， 在這種情況下的仿真，可變因素就變得較多，貼片尺寸，耦合縫隙的大小，位置等都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，關(guān)鍵是把握好天線參數(shù)的控制變量，比如諧振頻率，必須把握好那些因素會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響， 只要把握好了這些規(guī)律，就可在仿真中實(shí)現(xiàn)較好的指標(biāo)。 最后，根據(jù)仿真制作了口徑耦合饋電的天線實(shí)物， 在天線的制作過程中，難免會(huì)有誤差，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，也并沒有取得和仿真結(jié)果一樣的效果，但是后來經(jīng)過一系列的調(diào)試，主要是調(diào)節(jié)饋線的長(zhǎng)度及寬度，最終實(shí)現(xiàn)了 的阻抗帶寬，并且得到了較好的駐波比特性和輻射特性。 桂林電子科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁 共 80 頁 謝辭 參考文獻(xiàn) [1] 鮑爾 I J，布哈蒂亞 P．微帶天線．北京：電子工業(yè)出版社． 1985. 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