一种新型单层单贴片宽带圆形微带天线

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宽带圆极化微带天线分析与设计

宽带圆极化微带天线分析与设计一、本文概述本文旨在深入探讨宽带圆极化微带天线的分析与设计。

随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统的关键组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量和效率。

宽带圆极化微带天线作为一种重要的天线类型，具有宽频带、圆极化、低剖面、易集成等优点，因此在卫星通信、移动通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。

本文将首先介绍宽带圆极化微带天线的基本原理和特性，包括其辐射机制、极化特性、带宽特性等。

随后，将详细分析宽带圆极化微带天线的设计方法，包括天线尺寸的选择、馈电方式的设计、介质基板的选取等。

在此基础上，将探讨影响天线性能的关键因素，如阻抗匹配、交叉极化、增益等，并提出相应的优化策略。

本文还将通过具体的案例分析，展示宽带圆极化微带天线在实际应用中的性能表现。

通过对比分析不同设计方案下的天线性能，为工程师和研究者在实际应用中提供有益的参考。

本文将总结宽带圆极化微带天线的设计与优化策略，并展望其未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的研究，旨在为宽带圆极化微带天线的分析与设计提供理论支持和实践指导。

二、圆极化微带天线的基本原理圆极化微带天线是一种能够在空间中产生圆形极化波的天线，它具有独特的电磁辐射特性，广泛应用于无线通信、雷达探测和卫星通信等领域。

了解圆极化微带天线的基本原理对于其分析与设计至关重要。

圆极化波是一种电磁波，其电场矢量在空间中随时间旋转，形成一个圆形的轨迹。

圆极化微带天线通过特定的设计和构造，能够在其辐射区域内产生这样的圆形极化波。

这种波形的特性在于，无论接收天线的极化方式如何，圆极化波都能在一定程度上被接收，因此具有更好的抗干扰能力和更广泛的适用性。

圆极化微带天线的基本原理主要基于电磁场理论和天线辐射原理。

它通过在微带天线的辐射贴片上引入特定的相位差，使得天线的两个正交分量产生90度的相位差，从而形成圆极化波。

这种相位差可以通过在辐射贴片上刻蚀特定的槽口或引入附加的相位延迟线来实现。

一种新型环状宽带圆极化微带天线设计

防雨雾能力，这在卫星导航系统中尤为重要。为了适应多种导航模式（Ｐ、ＧＡＩＥＧＳＬＬＯ、ＣＭＰＳＯＡＳ、ＧＬＮＳ，已经发展了多种技术以改善圆极化轴ＯＡＳ）比和阻抗带宽。本文通过在圆贴片上开槽，有效的增加了天线轴比带宽。
２１６月第３期０２年
现代导航
・２２５・
一
种新型环状宽带圆极化微带天线设计
王忠，顾云涛２
（海军驻广州地区舰船配套代表室；２海军装备部驻西安地区军事代表局）１
摘
要：本文设计了一种新型的环状开缝的宽带圆极化微带贴片天线，通过等幅度９。相位Ｏ
ＷＡＮＧｏｇＺｈｎ，ＧＵｕｔｏＹｎａ
ＡｂｔａｔＡｎｗｃｒｕａｐｌｒａｉｎ（Ｐｂｏｄａｄｍｉｏｔｐａｔｎｉｎｕａｏｅｐｔｈｉｄｓｎｄｉｔｉｓｒｃ：ｅｉｌｒｏａｉｔｃｚｏＣ）ｒａｂｎｃｓｉｎｅａｗｔａｎｌｓｔｎｔａｃｅｉｅｓｒｒｎｈｒｌｉｈｓｇｎｈ
所以本文采用形探针双点馈电，馈电网络采用９。相位差等功分的宽带功分器。通过观察圆环上０
低、重量轻、易于实现、可与载体共性、易于有源器件集成、结构简单、易于加工制作等优点，已经
被广泛应用。圆极化天线具有很强的抗干扰能力和
文章编号：１７—９６（０２０ —２ —３６４７７．１）３２５０２

一种圆形贴片微带天线[发明专利]

专利名称：一种圆形贴片微带天线专利类型：发明专利
发明人：徐再,徐靖
申请号：CN201510336943.6
申请日：20150617
公开号：CN106329087A
公开日：
20170111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种圆形贴片微带天线，包括上下设置的第一介质板和第二介质板，所述第一介质板和第二介质板之间支撑有支撑杆，所述第一介质板的上表面上形成有圆形的辐射贴片，该辐射贴片沿第一方向上对称开设有两个弧形的第一缝隙，该辐射贴片沿第二方向上对称设有两个弧形的第二缝隙，所述第一方向和第二方向垂直，所述第二介质板的下表面上形成有接地部，所述辐射贴片和接地部之间连接有同轴探针。

本发明的天线有效的展宽了带宽，而且贴片的面积小，带内增益比较稳定。

申请人：张家港贸安贸易有限公司
地址：215625 江苏省苏州市张家港市锦丰镇(江苏扬子江国际冶金工业园锦绣路1号玖隆物流园)张家港贸安贸易有限公司
国籍：CN
代理机构：常州市维益专利事务所(普通合伙)
代理人：陆华君
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一种新型的圆极化贴片天线的研究

2007年全国微波毫米波会议论文集308 一种新型的圆极化贴片天线的研究张继龙卢春兰钱祖平（解放军理工大学通信工程学院，江苏南京，210007）摘要：本文研究了圆极化微带贴片天线，通过在普通圆形贴片开槽，提出了一种结构新颖的圆极化贴片天线。

仿真以及实测结果表明，该天线具有较宽的3dB波瓣和良好的圆极化性能，并且新型贴片天线的尺寸要小于普通的圆形或圆环形贴片天线的尺寸。

关键词：贴片天线；圆极化；轴比A Novel Circular-polarized MicrostripPatch AntennaZhang Ji-long Lu Chun-lan Qian Zu-Ping（Communication Engineering Institute of Science Technology University PLA, jiangsu nanjing,21007）Abstract: In this paper a novel circular-polarized microstrip patch antenna is given based on the study of common circular microstrip patch antenna. This new type of patch looks like common circular patch with some slots. Numerical results and measured data indicate that the new patch antenna has a wide beam and good performance of axial ratio. The radiation pattern of the antenna is very good. Another property of the new patch antenna is that the size of new patch antenna is smaller than common circular patch or annular patch antenna.Key word: patch antenna; circular-polarization; axial ratio1 引言*微带贴片天线由于重量轻、体积小、剖面低，此外还具有良好的方向性、灵活的馈电方式且容易与其他印刷电路集成等优点，在许多领域有着广泛的应用前景。

一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计

一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计引言在通信领域中，天线是不可或缺的一个设备，而微带天线因其结构简单、成本低廉、易于集成等优点，已经成为了现代通信领域中应用广泛的一种天线。

在微波领域中，圆极化天线通常被用来避免天线之间的互干扰和提高通信质量。

然而，许多微带圆极化天线的带宽是有限的，这使得这些圆极化天线的通信传输性能大大受到限制。

因此，本文提出了一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计方案，旨在解决微带圆极化天线带宽狭窄的问题。

设计原理本设计方案采用了一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线。

其中，天线由一个正方形微带辐射片和一个环形贴片构成。

其工作原理基于微带线馈电的正方形微带辐射片，是以TM模式的耦合方式进行馈电的。

正方形微带辐射片的一边通过一条微带线馈电导线与馈电点相连，另一边则用接地板连接。

环形贴片作为一个反射器，通过正方形微带辐射片的边缘和接地板之间的短接实现电路的反射。

设计步骤1.计算天线的工作频率和所需圆极化方式。

根据这些参数确定天线的尺寸和形状。

2.设计并确定微带线馈电导线和连接设备的点。

3.添加环形贴片，并在模拟软件中进行必要的优化，以提高天线的性能。

4.按照所需的角度选择天线的旋转方向，并调整微带线馈电导线与天线的尺寸，以实现所需的圆极化方向。

仿真结果为了验证设计的性能，我们使用了一款天线仿真软件进行模拟实验。

仿真过程中，我们使用S参数和体表波图形来评估天线的性能。

以下是一些关键指标的仿真结果：•工作频率：4.4GHz•带宽：360~630MHz，VSWR小于2•圆极化方向：左旋•Gain：6.5dB•Axial Ratio: 1.1dB结论本文提出的一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线设计方案，能够在4.4GHz 的频率范围内实现左旋或右旋的圆极化方式。

其带宽可达到360~630MHz，在这个带宽范围内可以实现VSWR小于2的传输性能。

此外，天线具有高增益和低轴比等优点。

因此，这种设计方案具有较好的前景和实际应用价值。

一种新型环状宽带圆极化微带天线设计

一种新型环状宽带圆极化微带天线设计王忠;顾云涛【摘要】本文设计了一种新型的环状开缝的宽带圆极化微带贴片天线,通过等幅度90°相位差的L型探针馈电.通过在环状贴片上开槽可以有效的增加轴比和阻抗带宽.传统的圆极化天线带宽受限于阻抗、轴比和增益的公共带宽,本文提出的天线得到有效带宽从1.1GHz到1.9GHz,相对带宽达到了53％以上,频带覆盖了GPS、GALILEO、COMPASS、GLONASS四大导航系统.该天线性能较好,加工调试简便,在卫星导航等领域具有广阔的应用前景.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2012(003)003【总页数】3页(P225-227)【关键词】圆极化;微带天线;宽带【作者】王忠;顾云涛【作者单位】海军驻广州地区舰船配套代表室;海军装备部驻西安地区军事代表局【正文语种】中文【中图分类】TN822近年来，圆极化天线以其巨大的优势在无线通信和卫星导航系统等领域获得了广泛的应用。

圆极化天线有多种形式，其中微带圆极化天线具有剖面低、重量轻、易于实现、可与载体共性、易于有源器件集成、结构简单、易于加工制作等优点，已经被广泛应用。

圆极化天线具有很强的抗干扰能力和防雨雾能力，这在卫星导航系统中尤为重要。

为了适应多种导航模式（GPS、GALILEO、COMPASS、GLONASS），已经发展了多种技术以改善圆极化轴比和阻抗带宽。

本文通过在圆贴片上开槽，有效的增加了天线轴比带宽。

圆贴片越来越引起人们的关注，因为对于一个给定的频率其尺寸要比方贴片小，这样能够减小天线尺寸。

可以采用单点馈电、双点馈电或者多点馈电来实现圆极化。

单点馈电一般带宽较窄（小于10%），而且实验制作调试难度大，多点馈电的馈电网络结构太复杂，天线尺寸会由之变大，而双点馈电既能实现较宽带宽又不会使天线结构太过复杂，所以本文采用 L形探针双点馈电，馈电网络采用90°相位差等功分的宽带功分器。

通过观察圆环上电流分布，贴片上面开槽能使得电流分布更加均匀。

单频圆形微带贴片天线设计

Gr = 1.54 × 104。
由于设计中采用理想导体馈电，故 Qc = 0。所以：
-1
Q
=
æ1
ç
è
Q
r
+
1 Qd
+
1 Qs
ö
÷
ø
（7）
天线的谐振电阻：
R
=
120λhQ 0.705ε r πa2
J2 1
(K11
L)
J2 1
(K11
a)
（8）
式中：J1 是一阶第一类贝塞耳函数。令 R = 50 Ω ，代入式（8），就可以估算出馈电点的位置 L，即在离圆形贴片
质基片相对介电常数为 εr = 4.4 ，回波损耗小于-20 dB，天线增益大于 5 dB。根据微带天线原理，通过 HFSS 软件设计的天
线，实验结果表明：天线谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求。
关键词：微带贴片天线；同轴馈电；HFSS 软件；回波损耗
中图分类号：TN82⁃34
文献标识码：A
本设计以 FR4 板为介质基片，根据设计要求，考虑
到扩宽频带，和减小天线的体积要求，再结合式（1），给
出介质厚度的初始值为 2 mm。
1.2 辐射贴片设计
对于已知的介质基片，在给定的工作频率 fr =
7.20 GHz 时，圆形微带天线的贴片半径为 [6⁃7] ：
（4）用 HFSS 软件设计好天线的标准，然后对天线的各个参量进行系统自动优化，计算出符合条件的各参数的最佳值。得到的结果如下：
圆形辐射贴片半径：a=5.216 mm；介质基片厚度：h= 2.021 mm；介质基片半径 2*a；馈电点位置：L=1.863 mm；内芯半径：n=0.516 mm；外芯半径：m=1.854 mm。 2.2 结果分析

毕业设计(论文)-一种新型微带贴片天线的优化设计[管理资料]

泉州师范学院毕业论文（设计）题目一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业 07 级 1班学生姓名学号 070303041指导教师职称副教授完成日期 2011年4月教务处制一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业指导教师：副教授【摘要】：由于普通微带贴片天线效率低，为了提高贴片天线的效率，提出一种容易制作的新型微带贴片天线。

用HFSS 软件对它进行仿真，并对仿真的结果进行分析。

与普通贴片天线进行比较，该天线提高了增益、降低了天线回波损耗。

所提天线由于制作简单、性能优良，所以具有一定的实用价值。

【关键词】：微带贴片天线；HFSS；增益；回波损耗目录摘要 (1)0. 引言 (3)1. 微带天线的发展 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。

(5)................................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

(4) (4) (4) (4)2. HFSS仿真软件 (5)HFSS仿真软件基本功能 (5) (5)3. 方案设计 (6)4. 普通微带贴片天线设计过程 (6)5. 正方形环缝的微带贴片天线设计过程 (7)6. 圆形环缝的微带贴片天线设计过程 ................................................................................... 错误!未定义书签。

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２４７・
弹箭与制导学报
一
种新型单层单贴片宽带圆形微带天线
丁毅，光明，文然王苏
（军工程大学导弹学院。西三原７３０）空陕１８０
摘
要：计了一种新型单贴片单层的开缝微带天线。天线开缝后产生了两个相近的谐振点，过对缝隙的设通
ｏＯｆ１
ｆｏ２６ＧＨｚｔ．２ｒｍ．４Ｏ２９ＧＨｚｉｏｔｉｅｏｈｓｎｖｌｎｅｎ．ｔＳｅｓＯｍａｅａｄｔｅｐｏｉＯｄｅｔｈｂａｎｄｆｒｔｉｏｅｔｎａＩ ’ ａｙｔｋｎｈｒｆｌｉｌＷｕＯｔｅＳａｅＳ
ｔｐｅｒｓｎｎｒｑｅｃｅｙｌａｉｇｔｓａｅｓｏｓｙａｊｓｉｇｔｅｓｚｆｔｅｓｏｓＩｍａｅｈｓｐｒｔｇｆｅｉｌｅｏａｔｆｅｕｎｉｓｂｏｄｎｗｏＬ—ｈｐｌｔ，ｂｄｕｔｈｉｅｏｈｌｔ．ｔｋｓｔｅｅｏｅａｉｒ— ｎｎ
ＡｂｔａｔＡｏｖｌｓｎｇｌ－ａｙｒｓｉｇｌ－ｔｈｗｉｂａｉｃｌｉｒｓｒｐａｅｎａｗｉｈｌｓｉｏｐｅＩａｃｅｅｍｕ — ｓｒｃ：ｎｅｉｅｌｅｎｅｐａｃｄｅｎｄｃｒｕａｒｍｅｏｔｉｎｔｎｔｓｏｔｓｐｒｏｓｄ．ｔｃｎｒａｔｌ
ｑｅｃｅｒｅｅａｌｌｓＯｅｃｔｅ．ｔｈｄａｄＳｎｅｅｏａｔｖｌｅ — １ｄｏｓａｃ）ｔｅｒｓｌｕｎｉｓａｅｇｎｒｌｃｏｅｔａｈｏｈｒｗｉｈｔｅｍｉｂｎｕｕｄｒａｒｓｎｎａｕ（ — ０Ｂｆｒｉｔｎｅ．ｈｅｕｔｙｎ —
ＤＩＮＧ．ＡＮＧｕｎｍｉＹｉＷＧａｇ— ｎｇ，ＳＵｅ — ａＷｎｒｎ
（ｅＭｉｓｌｎｔｔｔ．ＡｉＦｒｅＥｎｉｅｒｎｉｅｓｔ，ｈａｘａｙａ１８０，ｉａＴｈｓｉＩｓｉｕｅｅｒｏｃｇｎｅｉｇＵｎｖｒｉＳａｎｉｎｕｎ７３０Ｃｈｎ）ｙＳ
ｌ引言
带宽窄是限制微带天线在实际应用中的一个瓶颈。愈来愈多的研究也都在逐渐的克服这一缺点。如采用多层结构［、例１附加无源贴片［、］２引］用Ｌ型探针口等。这些方法都可以有效地增加带宽。但是利用多层耦合破坏天线的低剖面性，添
关键词：层；贴片；隙；带单单缝宽中图分类号：Ｎ２Ｔ８文献标志码：Ａ
ＡｖｌＳｎｇｅｌｙｒＳｎｌ－ｔｈＢｒａｂｎＮｏｅｉｌ－ａｅｉｇｅｐａｃｏｄａｄＣｉｃｌｒＭｉｒｓｒｐＡｎｅｎｒｕａｃｏｔｉｔｎａ
ａａｎｔｂｎｄｗｉｈｃｎｂｎｒＢｏｈｓｍｕｌｔｄａｅｓｒｄｒｓｔｈｏａｉｐｄａｅｂｎｄｗｉｈ（ｅｕｎｌｓ一１Ｂ）ｄｔａｅｗｉｄｅ．ｔｉａｅｎｄｍａｕｅｅｕｌｓｓｗｍｅｎｃａｄｔｒｔｒｏｓ＜０ｄ
加无源贴片增加天线的面积，用Ｌ型探针需要引
都比较厚，分别为０１和０１５在对上述的．Ａ．２Ａ。
方法进行比较研究之后，中设计了一种新型的文
宽带微带天线。优点是：有改变天线本身的其没剖面性，因为只使用单贴片，此在实际的应用因中制作比较容易，成本低。在利用ＨＦＳ模拟仿真Ｓ以及实际的测试表明：这种天线在工作于２６Ｇ时，宽达到了ｌ％（＜一ｌｄ）且．４Ｈｚ带ＯＳＯＢ，介质板高度仅为ｈ一５ｍｍ（００Ａ）￣．５。
调整．使得两个谐振点之间的ｓ＜一１ｄ。带宽因此也得到了比较大的提高。仿真与实测结果表明，新０Ｂ该型天线工作于２６ＧＨｚ，宽达到了ｌ％（＜一１ｄ）由于此种方法对天线的整体结构没有改变，．４时带ＯＳ０Ｂ。并且只采用了传统的同轴馈电。因此制作成本低，构简单，时还保证了天线的ｅｔｖｔｏｄ．Ｋｅｒｓ：ｉｇｌ－ａｅｙｗｏｄｓｎｅｌｙｒ；ｓｎｇｌ－ａｃｉｅｐｔｈ；ｓｏｔｌ；ｗｉｅｂｎｄａｄ
Ｔ的附近）］但是，们使用的介质板高度Ｍ。［。８它