圆极化微带天线
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。
浅谈圆极化微带天线
浅谈圆极化微带天线作者：房明明来源：《山东工业技术》2013年第11期随着无线通信技术的快速发展，天线作为各种无线通信设备中必不可少的元器件，获得了广泛的应用和重要的技术进展。
在许多雷达系统、导航系统、卫星系统和遥控遥测等系统中，圆极化天线是一种常用的天线形式。
圆极化天线有利于对空间电磁波的接收，同时还能够抑制雨雾反射杂波的干扰。
开展低成本、小型化、低剖面的圆极化天线的研究具有重要的实际意义。
1 圆极化微带天线介绍天线系统的功能是完成发射机和接收机与空间电磁波之间的能量转换，它具有辐射方向性和极化等指标特性，对无线系统的性能起着关键作用[1]。
天线辐射出的是电磁波，电磁波在空间里进行传播可以选择不同的极化方式。
所谓极化是指天线在辐射电磁波时其电场矢量在空间内的指向。
所谓极化天线就是指天线辐射出的电磁波要具有一定的极化性能。
常见的极化方式有圆极化、线极化和椭圆极化等等。
线极化是指天线辐射出的电磁波在一条直线上来回振动向前传播；圆极化或椭圆极化波是指天线辐射的电磁波绕传播方向沿着圆形或椭圆形路径转动向前传播。
根据电磁波极化的定义[2]，假设考察的电磁波为完全极化波，且为正弦振荡的电磁信号，瞬态电场矢量E在x轴和y轴上的分量分别为 Ex和Ey，则在z=0位置处的瞬态电场可写为：E=exEx+eyEy=exE1cosωt+eyE2cos（ωt+δ）（1）式中，ex和ey分别为x轴和y轴上的单位矢量，δ为Ey超前Ex的相位，公式推导表明，该电场矢量随着时间变化的空间轨迹为一个椭圆；假设该椭圆的椭圆倾角为τ，它为椭圆的长轴与x轴的夹角，椭圆的轴比为长轴电场分量与短轴电场分量之比；当两个极化分量同相時，即δ=0，该电磁波为线极化波，当δ>0时，该电磁波为左旋椭圆极化波，当δ在圆极化天线中，微带印刷天线是一种最为常用的天线形式。
微带天线具有易于实现圆极化、结构简单、成本低廉、加工方便、剖面低、易于与载体共形、易于与有源电路集成、设计灵活、易于实现多频段工作模式等优点，圆极化天线具有增强信号质量、抑制雨雾反射、提高天线系统效率等优点，因此由微带印刷天线与圆极化技术结合而成的圆极化微带天线获得了广泛的应用和深入的研究[3]。
用于高功率微波测量的圆极化微带阵列天线-精品文档
用于高功率微波测量的圆极化微带阵列天线Circularly polarized microstrip array antenna applied to high power microwave measurementCHEN Peng1， 2， NING Hui2， JING Hong2 ， NIE Xin1 2， MAO Congguang1， 21. State Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation2. Northwest Institute of Nuclear Technology ， Xi 'an 710024， China )：The polarization matching of measurement antenna has great impact on measurement accuracy while measuring the radiation field of high power microwavecircularly polarized microstrip array antenna is introduced to improve the measurement accuracy. Taking power divider as feed network ， the axial ratio of better than 1 dB is acquired. Compared with circularly?polarized microstrip antenna with non?array ， this method makes the axial ratio reduce by about 1 dB. When the array antenna is used to measure far field radiation of the linear polarized microwave ， the influence of polarizationSimulation and EffectXi 'an 710024， China ；HPM ) . Amismatching on the measuring results is reduced from ±13% to ±3.6% approximately.Keywords ： radiation field measurementpolarization ； array antenna ； high power microwave0 引言HPM 畐射场测量是研究高功率微波辐射特性的重要手段和获 得高功率微波辐射功率密度的主要途径。
设计4：圆极化微带天线设计.
查看输入阻抗和馈电位置的关系
添加L1的参扫：范围7.4mm~9mm，间隔0.2mm
分析结果：①输入阻抗随L1的变大而变大 ；
②当L1=8.8mm时，输入阻抗约为50Ω
优化分析
名称
符号 L1
范围 8mm~9mm 44mm~45mm Freq=1.575GHz Theta=0 Phi=0 Freq=1.575GHz
L=W=Lc=46.1mm
设置微调长度a=0.0143Lc
② 估算输入阻抗50Ω的同轴馈电点位置：
x，y方向距贴片中心均为L1=0.15L=6.9mm
③ 使用HFSS仿真参数和优化功能给出谐振频率为1.575GHz贴片
天线的实际尺寸和实际馈电位置
④ 使用HFSS优化功能求的满足下列要求的贴片尺寸和馈电位置：
单馈电圆极化天线实现原理
右旋圆极 化馈电点
dp W=Lc-a
Kalio和Carver Coffey研究 证明，理论上当L/W=1.029 即a=0.0142LC时，TM01和 TM10两个模式的相位差为90o
d
左旋圆极 dp 化馈电点
y x h
L=Lc+a FR4 Epoxy
由实际经验可以得到，此种结构的50Ω馈电点位于贴片对角线 上，且馈电点和辐射贴片顶点的距离dp在（0.35~0.39）d之间。
S11 <-20dB，轴比小于1dB
单馈电圆极化天线HFSS仿真
① 将设计3的设计文件Dual_Patch.hfss改为CP_Patch.hfss并保存
② 添加并修改设计变量
③ 修改端口位置：选中Port和Feed
H L0 W0 L1 Length L2 Lc
1.6mm Lc-Delta Lc+Delta 6.9mm 50mm L1 46.1mm 0.0143*Lc
切角圆极化微带天线原理
切角圆极化微带天线原理
切角圆极化微带天线原理是指通过合适的设计和构造，使微带天线能够实现圆极化的辐射特性。
微带天线是一种基于微波集成电路技术的天线，由金属贴片和基底组成。
它具有结构简单、成本低廉、体积小巧等优点，因此在无线通信系统中得到了广泛的应用。
切角圆极化微带天线的原理基于两个主要因素：切角和偶极子辐射。
首先，通过在微带天线的边缘切出一个角度，会产生额外的电流路径，从而改变了天线的辐射模式。
这种切角设计可以在一定程度上增加天线的频带宽度和辐射效率。
其次，天线的设计还包括采用偶极子激励方式，其中两个对称的金属贴片组成一个电偶极子。
通过适当调整偶极子的尺寸和位置，可以实现圆极化的电磁波辐射。
切角圆极化微带天线的工作原理是利用切角和偶极子辐射的相互作用。
当高频电流通过天线时，尺寸和位置合适的偶极子会激发出电磁波，并且通过切角设计实现频率的调整，从而实现圆极化辐射。
其中，圆极化辐射可分为左旋圆极化和右旋圆极化，根据具体需要进行选择。
切角圆极化微带天线的设计需要考虑许多因素，包括基底材料的介电常数、厚度、偶极子的尺寸和位置、切角的角度等等。
这些参数的选取会直接影响到天线的性能，如频率带宽、辐射效率和方向图等。
总结起来，切角圆极化微带天线利用切角和偶极子辐射相结合的设计原理，能够实现圆极化的辐射特性。
它在无线通信系统中具有重要的应用价值，为了提高天线性能和系统性能，设计者需要合理选择和调整天线的参数。
微带天线圆极化技术概述与发展
微带天线圆极化技术概述与发展
微带天线是一种基于微带电路技术制作的天线，也被称为平面微带天线或PCB天线。
它通常由金属片和绝缘材料组成，在微带电路板上制作而成。
微带天线在无线通信、雷达系统、卫星通信等领域有广泛的应用。
微带天线的极化方式包括线极化和圆极化。
线极化是指天线辐射的电磁波的电场方向与地面平行，可以分为水平极化和垂直极化。
而圆极化是指电磁波的电场在垂直平面上既有水平分量也有垂直分量，可以分为右旋圆极化和左旋圆极化。
微带天线的圆极化技术发展主要经历了以下几个阶段：
1. 传统微带圆极化天线：最早的微带圆极化天线采用了传统的反射器结构或补偿结构，以实现天线的圆极化。
这种天线结构复杂，功耗大，且性能受到限制。
2. 偏振转换器：为了简化天线结构和提高性能，研究者开始将偏振转换器应用于微带天线中。
偏振转换器可以将线极化信号转换为圆极化信号，从而实现微带天线的圆极化。
3. 双模微带天线：双模微带天线是一种通过改变外接电路结构实现线极化和圆极化转换的技术。
通过切换两种工作模式，可以在线极化和圆极化之间灵活切换。
4. 印刷圆偏振器技术：印刷圆偏振器是一种新型的微带天线圆极化技术。
它基于圆偏振器的特殊设计，实现了简化的、紧凑
的圆极化天线结构，具有较好的性能和宽频带特性。
随着微带天线技术的不断发展，微带天线的圆极化技术也在不断创新和改进。
未来，随着无线通信技术的进一步发展，微带天线圆极化技术将继续优化，实现更高的效率和性能。
2.单点馈电圆极化微带天线的实现原理。
一、概述微带天线是目前应用非常广泛的一种天线类型，由于其结构简单、制造成本低以及适应性广泛等特点，因此受到了广泛的关注和应用。
而单点馈电圆极化微带天线作为一种特殊的微带天线，在通信领域中也有着重要的应用。
本文将介绍单点馈电圆极化微带天线的实现原理，以及其在通信领域中的应用。
二、单点馈电圆极化微带天线的基本结构单点馈电圆极化微带天线的基本结构包括：1. 圆形接地板：作为微带天线的基础结构，通常采用金属材料制作，为天线提供接地。
2. 圆环辐射体：圆环辐射体与接地板相连，负责辐射电磁波信号。
3. 电容贴片：负责天线的驻波调谐，使得天线能够在特定频段内工作。
4. 馈电点：馈电点连接天线驻波调谐电路与馈线，将信号输入到天线中。
三、单点馈电圆极化微带天线的实现原理单点馈电圆极化微带天线的实现原理主要包括以下几个方面：1. 圆极化辐射原理：单点馈电圆极化微带天线利用圆环辐射体产生圆极化的辐射场，其工作原理可以通过极化电场和极化磁场在空间中的传播来解释。
2. 驻波调谐原理：通过电容贴片对圆环辐射体进行调谐，使得天线在特定频段内呈现驻波状态，从而能够有效地辐射出电磁波信号。
3. 馈电方式：单点馈电圆极化微带天线采用单点馈电方式，将信号输入到天线中，激发天线的辐射。
四、单点馈电圆极化微带天线的应用单点馈电圆极化微带天线由于其优良的性能特点，在通信领域中得到了广泛的应用，主要包括以下方面：1. 卫星通信：单点馈电圆极化微带天线在卫星通信系统中起着重要作用，其圆极化特性使得天线能够适应卫星通信系统的要求。
2. 无线通信：在无线通信系统中，单点馈电圆极化微带天线也得到了广泛的应用，其结构简单、制造成本低，适用于各种无线通信设备。
3. 射频识别：在射频识别系统中，单点馈电圆极化微带天线也有着重要的应用，其良好的性能特点使得其能够满足射频识别系统对于天线的要求。
五、结论单点馈电圆极化微带天线作为微带天线的一种特殊类型，具有以下特点：圆极化特性明显、结构简单、制造成本低、适应性广泛等特点。
圆极化三角形微带天线的研究
圆极化三角形微带天线的研究随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统的重要组件，其性能和设计受到了广泛。
圆极化天线作为一种特殊的天线形式，能够实现线极化天线的两倍信息传输速率，因此在现代无线通信系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究圆极化三角形微带天线的优化设计与实现方法，并对其性能进行实验验证。
在圆极化天线的研究方面，过去的工作主要集中在反射型和介质型圆极化天线。
近年来，随着微带天线的不断发展，研究者们也开始探索圆极化微带天线的优化设计。
圆极化微带天线具有体积小、易于集成、易于调整等优点，因此在现代无线通信系统中具有很大的潜力。
本文主要探讨了圆极化三角形微带天线的优化设计与实现方法。
我们通过对微带天线的基本原理进行分析，得出了圆极化微带天线的实现条件。
在此基础上，我们采用了三角形贴片天线的设计方法，并利用了微带线的不等宽来实现圆极化。
我们还对天线的尺寸和参数进行了详细的设计和优化，以实现最佳的性能。
为了验证我们的设计方法的有效性，我们进行了一系列实验测试。
实验结果表明，我们所设计的圆极化三角形微带天线在工作频段内具有良好的圆极化性能和辐射特性。
与其他圆极化天线相比，该天线具有更小的体积和更低的成本，因此更适合于现代无线通信系统的应用。
本文对圆极化三角形微带天线的优化设计与实现方法进行了深入的研究，并对其性能进行了实验验证。
结果表明，我们所设计的圆极化三角形微带天线具有很多优点，适合于现代无线通信系统的应用。
在未来的研究中，我们将进一步探索圆极化微带天线的其他优化设计方法，以实现更好的性能和更广泛的应用。
微带天线作为现代无线通信系统的重要组件，其性能对整个系统的传输质量有着直接影响。
而圆极化技术则是微带天线领域中的一个关键技术，具有广泛的应用前景。
本文将概述微带天线圆极化技术的定义、特点和应用，并阐述其研究历程、技术创新和发展趋势，最后总结其优点和不足，提出未来的研究方向和应用前景。
微带天线圆极化技术是指在微带天线上同时实现右旋圆极化和左旋圆极化辐射的特性。
双频圆极化微带天线的设计
双频圆极化微带天线的设计本文将探讨双频圆极化微带天线的关键设计因素，包括工作原理、尺寸和性能优化等方面。
我们将确定文章的类型为技术论文，主要面向无线通信领域的工程师和技术人员。
关键词：双频，圆极化，微带天线，设计，工作原理，尺寸，性能优化在无线通信系统中，天线是至关重要的组件之一。
随着通信技术的发展，多频段和圆极化技术已成为现代天线设计的趋势。
其中，双频圆极化微带天线由于其体积小、易共形、低成本等特点而备受。
双频圆极化微带天线的工作原理主要基于微带天线的基本原理。
微带天线由介质基板、辐射贴片和接地板组成。
当电流流过辐射贴片时，就会在贴片周围产生电磁场，从而向外辐射电磁波。
对于双频圆极化微带天线，通常采用多个辐射贴片、缝隙或者耦合器等结构来实现双频段工作。
在尺寸方面，双频圆极化微带天线的设计主要取决于所需的工作频率和天线的性能要求。
一般来说，天线的尺寸会随着工作频率的降低而增大。
因此，在满足性能指标的前提下，应尽量减小天线的尺寸以适应各种应用场景。
在性能优化方面，主要考虑因素包括增益、带宽、轴比、交叉极化等。
通过优化辐射贴片、接地板和介质基板的设计，可以有效地提高天线的性能。
例如，通过采用高介电常数的介质基板可以有效减小天线的尺寸；通过优化辐射贴片的形状和大小可以改善天线的带宽和轴比性能。
双频圆极化微带天线的设计需要综合考虑工作原理、尺寸和性能优化等多个方面。
随着5G、物联网和卫星通信等技术的快速发展，双频圆极化微带天线的应用前景将更加广阔。
未来，可以进一步研究多频段、高性能和更小尺寸的双频圆极化微带天线设计方法，以满足不断发展的通信需求。
可以利用新兴的材料和工艺技术提升天线的性能和集成度，拓展其应用领域。
另外，针对双频圆极化微带天线的测试技术也需要不断完善，以确保天线的性能和质量。
双频圆极化微带天线作为一种先进的通信技术，具有广泛的应用前景。
未来，我们需要在设计方法、材料选择、制造工艺和应用场景等方面进行深入研究，以满足不断增长的通信需求，推动无线通信技术的发展。
微带天线实现圆极化的方法
微带天线实现圆极化的方法引言：微带天线是一种常用的天线，具有结构简单、体积小、重量轻、制造成本低等优点。
在无线通信、雷达系统和卫星通信等领域得到了广泛的应用。
而圆极化天线则具有抗多径衰落、提高信号质量的优势。
因此，研究如何通过微带天线实现圆极化成为一个重要的课题。
一、圆极化天线的基本原理圆极化天线是指其辐射电磁波的电场矢量沿着一个圆轨迹变化。
与之相对的是线极化天线，其辐射电磁波的电场矢量沿着一条直线变化。
圆极化天线可以分为左旋圆极化和右旋圆极化两种。
在实际应用中，我们常常希望通过微带天线实现圆极化，以满足不同的通信需求。
二、微带天线实现圆极化的方法1. 旋转馈电点：最常见的实现圆极化的方法是通过旋转馈电点来改变天线的辐射特性。
具体而言，可以通过改变馈电点的位置、角度或距离等参数来实现圆极化。
这种方法简单易行，但需要进行频率调谐以达到最佳效果。
2. 引入相位延迟器：相位延迟器是一种用于改变电磁波相位的装置。
通过在微带天线的馈电线路中引入相位延迟器，可以使得不同位置的辐射元件在相位上存在差异，从而实现圆极化。
这种方法可以实现宽频带的圆极化，但需要进行精确的相位控制。
3. 增加辐射元件：通过在微带天线上增加辐射元件，可以改变天线的辐射模式，从而实现圆极化。
常见的辐射元件包括偶极子、贴片和补偿器等。
这种方法可以实现较宽的工作频带和较高的圆极化效率。
4. 利用反射面：通过在微带天线周围放置反射面，可以改变天线辐射的波前分布，从而实现圆极化。
反射面可以是金属板、金属网格或金属棱镜等。
这种方法可以实现较高的圆极化效率，但对天线的尺寸和结构有一定要求。
5. 利用耦合器：耦合器是一种用于将微带天线与其他天线或电路相连的装置。
通过在馈电线路中添加合适的耦合器，可以实现微带天线的圆极化。
这种方法具有结构简单、制造成本低等优点，但需要进行精确的设计和调试。
结论：微带天线是一种常用的天线，通过改变天线的结构和工作原理，可以实现圆极化。
微带天线圆极化技术概述与进展
图*
十字交叉耦合型 （ +,)’’-’()&-+)./($0） 12345
径之比约为 . 5 9**， 对应尺寸减小 *.7 时效果较好。 其它 形 状 天 线 可 类 比。 / 5 圆 极 化 带 宽 一 般 不 足 这是其主要缺点。由于带宽窄， 导致谐振频率 )7 ， 和圆极化性能的调谐困难， 制造公差要求高。8 5 馈 点往贴片中心移动， 输入电阻随之降低， 电抗基本不
基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （)""*!"’"） ； 上海市博士点建设基金资助项目
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电
波
科
学
学
报
第 >4 卷
表! 类型 产生机理 基于空腔模型理论， 利用 单馈法 简并 模 分 离 元 产 生 两 个 辐射 正 交 极 化 的 简 并 模 工作
微带天线圆极化方法 设计关键 确定几何微扰， 即 选择简并模分离 以及恰当的馈点 馈线网络的精心 设计 优点 无需外加的相移 网络和功率分配 本低， 适合小型化 可提高驻波比带 馈电 网 络 较 复 缺点 带宽窄， 极化性 能较差
缺点是圆极化的实现依赖于两对槽长度的细微差 异， 对制造公差要求苛刻。在常规圆极化微带天线
［1］ 表面引入十字型槽能使天线小型化 ， 但当尺寸减
小 2&3 以上时， 由于贴片中心开槽、 馈点接近中心 而无法用探针馈电。
［4， 5］ 图 2 结构 改进了上述天线。随槽的长度增
加， 实现圆极化所需的切角 （ +678+967:; ()<*） 变大 （分 别示为 #7、 ， 公差要求降低； 贴片中心未开槽， 馈 #;） 点由中心到边缘可使输入阻抗从低到高获得良好匹 配。相对于参考天线， 两天线尺寸分别减小 0&3 ， 但带宽 （均为 & / 53 ） 、 增益都明显下降。另一 "13 ， 方面， 切角的加大会给频率的调谐带来负面影响。 图 " 所示天线， 表面开槽使尺寸减小 02 / =3 ， 但
UHF圆极化微带天线
蠹
ｆ ２ ＝３ ６ ０ ＭＨｚ
介质１ 的介 电常数￡ ＝２ ． ２ 介质 ３ 的介电常 数 ｓ ， ＝ ２ ． ３ ３ 介质２ 的厚度 ｄ ， ＝ ４ ｍ ｍ 贴片１ 的半径 约为１ ６ ０ ａｍ ｒ
介质２ 的介 电常数 ｓ ：ｌ 介质 ｌ 的厚度 ｄ ＝ ２ ０ ｍ ｍ 介质３ 的厚度 ｄ ． ：１ ０ ｍ ｍ 贴片２ 的半径约为 １ ４ ６ ａｍ ｒ
１ ． ８ ４ｌ ｃ
■： 一 ｒ—一
１圆极 化 的实现
使 用 双 馈 电方 式 实 现 圆极 化 ， 极 化 电桥 和 天 线背 靠 背 相 接 ， 保
馈 电 点
贴
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ｄ ３介磺 ３ ｄ ：介质 ２
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图 ３ 微 带 天 线 驻 波 比
图４ ０ ． ３ ４ ＧＨ ｚ 辐 射 方 向 图
应 用 研 究
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１ ｜ ＆孛 拉 术
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应 用 研 究
Ｕ ＨＦ圆极化微带天线
刘 永 霞
（ 西安 远 方航 空技 术 发展 总公 司 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘要 ： 利 用经验公 式和软 件仿 真 相结合 的 方法设 计ＵＨＦ 渡段 的 圆极 化双层 微 带天 线。 对 双层微 带天 线的 圆极 化特性进 行 分析研 究， 得到 比较 好 的轴 比、 增 益和方向 图。