射频圆极化微带天线设计

射频圆极化微带天线设计

射频圆极化微带天线设计

摘要

天线作为无线通信最为重要的部分长久以来都受到科研人员的重视以及迅速改造发展。如今，微带天线因其自身的质量小，形状易改变而与设备共形等优势在通信领域应用极为广泛。天线的种类多样，极化方式大致分为线极化与圆极化两种，在天线出现的初期，由于技术层面的限制，线极化天线的应用极为广泛。但由于科技的发展和人们对信号的愈来愈严苛的要求导致线极化天线与应用层面的矛盾越发凸显。由于圆极化天线的方向性，旋向相同接收性和抗干扰性较强，因此现代圆极化天线的应用成为当今天线的主流。本文介绍圆极化天线的性质和缺点以及对未来的展望和改进。

关键词：圆极化天线，抗干扰，性质

Designing of Rf circular polarization

microstrip antenna

ABSTRACT

As the most important part of the wireless communication antennas has long been brought to the attention of the researchers and rapid development. Today, the quality of the microstrip antenna with its small, easy to change shape and advantages, such as equipment conformal is widely applied in the field of communications.

Diversity of antenna, polarized way is roughly divided into two kinds of linear polarization and circular polarization, at the beginning of the antenna to appear, as a result of the limitation of technological level, the application of linear polarization antenna is very extensive. But as a result of the development of science and technology and people's more and more stringent requirements of the signal lead to linear polarization antenna and the application layer of the contradictions increasingly prominent. As a result of the circular polarization antenna directivity, rotate to receive same sex and anti-interference performance is stronger, so the application of modern circular polarized antenna become the mainstream of today's antenna. In this paper, the properties of circular polarization antenna and disadvantages as well as the vision of the future and improve.

Keywords: Circular Polarization Antenna, Anti-interference, Properties

目录

第一章本论文的研究背景及研究意义 (1)

1.1天线发展历史 (1)

1.2微带微带圆极化天线应用的意义 (2)

1.3 国内外使用背景及其发展趋势 (2)

1.4本文内容安排 (3)

第二章理论及技术 (4)

2.1电基本振子 (4)

2.2磁基本振子 (5)

2.3天线基本原理及其分类 (5)

2.3.1天线辐射电磁波的原理 (6)

2.3.2天线的用途分类及各项参数 (7)

第三章微带天线基本知识 (10)

3.1微带线天线简介 (10)

3.1.1微带天线的工作方式 (10)

3.1.2双频微带天线 (11)

3.2微带天线的分析方法 (12)

3.2.1传输线模型 (12)

3.2.2空腔模型 (12)

3.3侧馈矩形微带天线设计和同轴馈电矩形微带天线设计 (12)

3.4HFSS简介 (13)

第四章圆极化微带天线 (15)

4.1圆极化波的性质 (15)

4.2圆极化矩形微带天线的多种产生方式 (15)

4.3圆极化波的参数 (16)

4.4影响天线带宽的因素 (16)

4.5 圆极化微带天线设计 (18)

4.5.2微带圆极化天线带宽的展宽途径 (19)

4.5.3圆极化天线的测量 (20)

4.6传统微带圆极化天线的性能分析及其缺点改进 (21)

4.6.1单点馈电圆极化微带天线的性能展示及评价21

4.6.2新型圆极化微带天线带宽展宽方式 (24)

致谢 (26)

第一章绪论

1.本论文的研究背景及研究意义

1.1天线发展历史

作为无线电传输和侦查检测系统中不能或缺的重要组成部分，天线是电磁波发射与接收的最常见设备。当其作为发射端时，它将馈线中传导的高频电流转换为其激发出的电磁波并按照特定方向发射出去；而当其为接收端时，它与发射端原理相反，从而在两点之间实现了无线电信息的传递。从最初简单的单一点对点通信到现代的全球卫星覆盖式传送的通信规模，天线技术的发展担任了最基本而又最前端的身份角色，其在社会生活中的重要性愈显突出，现今已然成为现代科技中不可或缺的重要组成部分。

十九世纪末期：H.R.赫兹在1887年在对J.C.麦克斯韦根据理论推导进行验证性实验作关于存在电磁波的预言而构想创造了第一条发射作用天线。

线天线时期：在无线电处于应用的初始时期，那时还没出现真空管振荡器，人们普遍持有的观点是波长越长，传播中信号的衰减愈少。这一时期应用的是各种不对阵天线。

面天线时期：1930年左右由于微波电子管的问世继而发明创造出各种面天线。这时已有与声学原理方法极为类似的喇叭天线，还有与光学方法原理相类似的抛物反射面天线和透镜天线。在该年代雷达的出现，很大程度上对微波技术的应用的发展产生了很大的促进作用。

1930-1959：大型反射面天线随后出现，此时通过人们的不懈努力推导出了分析天线公差统计理论，将天线阵列的综合理论分析成为可能。

五十年代之后：洲际导弹和人造地球卫星的成功研制为天线的发展提供了一条全新的研究方向，要求天线有圆极化，高分辨率，高增益，宽频带，快速扫描和精确锁定跟踪等性能。天线发展空前迅速。由于新型移向器和电子计算机的发明，加上多用户同时搜寻与锁定等需求，相控阵天线得到了广泛的发展应用。

七十年代：无线电频率信道的匮乏和全球覆盖式通信卫星的发展，反射面天线的频率交叉使用，正交极化问题和非单波束天线开始进入人们的视线；从毫米波，亚毫米波，光波的发展方向可以看出无线电技术涉及的波长越来越缩短，新型毫米波天线如介质波导，表面波