【正文】 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 37 致 謝 四年多的大 學學習即將結束，在此謹向關心、幫助過我的人們表示誠摯的謝意！ 參考文獻 [1] 鮑爾 I J,布哈蒂亞 P著 . 微帶天線 [M] .梁聯(lián)倬 ,寇廷耀譯 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,1984. [2] 汪茂光 .陳列天線分析與綜合 [M]．成都：電子科技大學出版社 ,1989． [3]鐘順時 .微帶天線理論與應用 [M]．西安：西安電子科技大學出版社， 1991． [4] 張均 ,劉克誠 ,張賢鐸等 .微帶天線理論與工程 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,1988:237311． [5]林昌祿 .近代天線設計 [M].北京 :人民郵電出版社 ,1990. [6] 薛睿峰 , 鐘順時 . 微 帶 天 線 圓 極 化 技 術 概 述 與 進 展 [J]. 電波科學 學報 ,2021,17(4):331336. [7] WS Chen , CK Wu and KL Wong. Novel pact circularly polarized square microstrip antenna [J ] . IEEE Trans. Antennas Propagat , 2021 , 49(3) : 340341. [8] K L Wong and J Y Wu. Singfeed small circularly polarized square microstrip antenna [J] . Electron. Lett ,1997 ,33 (22) : 18331834. 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 38 [9]韓慶文 ,易念學 ,李忠誠 等 .圓極化微帶天線的設計與實現(xiàn) [J].重慶大學學報 ,2021,27(4):5760. [10] POZAR D M. Radiation and scattering from a microstrip patch on a uniaxial substrate [J] .IEEE Trans on Antennas Propagation ,1987 ,35(6) :613 621. [11]謝擁軍 ,王鵬 ,李磊 等 .Ansoft HFSS基礎及應用 [M].西安 :西安電子科技大學出版社 ,2021. [12] 惠鵬飛 ,趙 悅 ,唐毅謙 等 .圓極化微帶天線的分析與優(yōu)化設計 [J].遼寧工學院學報 ,2021,26(6):359361. [13] Sean M duffy. An enhanede bandwidth design technique for electro magically coupledmicrostrip antenna on a microwave substrate[J]. IEEE Trans on Antennas and Propagation, 2021, 48(2): 161164. [14] 孫向珍 .圓極化雙層微帶天線的研究 [J].遙測遙 控 ,2021,25(5):16. [15] 劉庭華 ,張文勛 .雙層微帶貼片天線單元的實驗研究 [J].現(xiàn)代雷達 ,1997,19(1):54～ 60. [16] 王寶 志 .微波技術與工程天線 [M].北京 :人民郵電出版社 ,1991:174186. [17] 王昊 ,魯勇 ,方大綱 .用饋電校正優(yōu)化設計雙饋點圓極化微帶天線 [J].南京理工大學學報 ,2021,31(1):114117. [18] James J R, Hall P S . Handbook ofmicrostrip antennas[M ]. London, UK: Peter Peregrinus L td, 1989 . [19] 韓玲 , 張志杰 . 微 帶 貼 片 天 線 的 設 計 與 仿 真 [J]. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 ,2021,16(1):269271. [20]朱莉 ,高向軍 ,梁建剛 .寬帶圓極化微帶天線的幾種實現(xiàn)方法 [J].通信設備 ,2021,23:8284. ?！?55176。 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。經(jīng)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)離貼片中心，模型如下： 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 34 圖 天線 改進后 模型 結構圖 經(jīng)過 Analyze，結果如下： 2. 2 2. 4 2. 6 2. 8 3. 0 3. 2302520151050 S11(dB)F re q u e n cy (G H z ) S11 圖 S11反射系數(shù)圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 35 0306090120150180210240270300330151050510151050510 p h i =00 圖 phi=?0 時的方向圖 201510505100306090120150180210240270300330151050510p h i =9 00 圖 phi= ?90 時的方向圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 36 1 0 0 5 0 0 50 10005101520253035 AxialRatio[dB]T h e t a [ D e g ] Ax i a l R a t i o 圖 天線 的軸比 圖 從圖 可以看出，該天線 反射系數(shù) 15dB 時的帶寬為 %。 167。貼片天線為正方形，邊長為 L=20mm。探針的半徑 r1=,材料選擇理想金屬體， 同軸電纜的半徑 r2=,介電常數(shù) 2? =。 創(chuàng)建天線模型 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 30 空 氣 ha i r上 層 介 質 εrh1下 層 介 質 εrh1貼 片 天 線圖 天線模型的側面圖 端 口 激 勵L a1 0 0 Ω 電 阻5 0 Ω 微 帶 線7 0 Ω 微 帶 線5 0 Ω 微 帶 線貼 片 天 線 L同 軸 電 纜 r2探 針 r1 圖 天線模型的底部圖 其中介質基板介質常數(shù) r? =，高度 1h =2mm,空氣層 airh =3mm。 167。 從圖 和圖 可以看出 端口②和③ 的輸出電壓等幅同相且 輸出功率相等。 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 。電阻 R 被稱為隔離電阻。在這兩段傳輸線的輸出處跨接一電阻 R 以獲得輸出端口之間的隔離。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。如果在網(wǎng)絡中加入電阻性元件進 行適當設計，則可同時滿足匹配和隔離的要求。 這類元件的主要技術要求是：輸出功率按規(guī)定的比例分配，輸出端口之間要相互隔離以及各輸入輸出端口必須匹配。 兩路微帶 等 功率分配器 的設計 與仿真 用單貼片實現(xiàn)圓極化的一種方法 是利用兩個饋電點電來激勵一對正交簡并模并用饋電網(wǎng)絡來實現(xiàn)相位上的正交。經(jīng)計算 圖 軸比優(yōu)化過程圖 表 軸比優(yōu)化 結果 Iteration $cutSize $patchSize Cost 1 5mm 32mm 2 32mm 3 5mm 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 24 續(xù)表 Iteration $cutSize $patchSize Cost 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 從圖 和表 中可以 得出 cost 的最小值是 ,所對應的$cutSize=， $patchSize=。 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。在 Calculation 中點擊下拉菜單，選擇 cost，在空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 23 Condition 中選擇 =，設置 Goal[0,0]。添加輸出變量 cost,點擊 Report Type 下拉菜單，選擇 Far Fields ，在 Solution 中選擇Setup1:LastAdaptive,然后做以下設置： Category:Axial Ratio Quantity:AxialRatioValue Function： log 點擊 Insert Quantity Into Expression，并在表達式前冠以“ 10*” ,最后的表達式為 10*㏒ 10（ AxialRatio Value） （ c） 在菜單欄中選擇 Optimetrics〉 Analysis〉 Add Optimization。 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]。 圖 天線模型內部 結構圖 模型建立后設置好激勵端口，設置主頻為 ,經(jīng)過 Analyze，結果如下： 圖 天線水平 面 方向圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 21 圖 天線垂直 面 方向圖 圖 端口 1的反射系數(shù)圖 空軍工程大學畢業(yè)論文（設計） 22 圖 端口 1的 電壓 駐波比 由 圖可看出，各參數(shù)結果都不