右旋圆极化矩形微带天线设计

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右旋圆极化矩形微带天线设计

右旋圆极化矩形微带天线设计一、引言大多数情况下，矩形微带天线工作于线极化模式，但是通过采用特殊的馈电机制及对微带贴片的处理，它也可以工作于圆极化和椭圆极化模式。

圆极化的关键是激励起两个极化方式相互正交的线极化波，当这两个模式的线极化波幅度相等，且相位相差90度时，就能得到圆极化的辐射。

矩形微带天线获得圆极化特性的馈电方式有两种：一种是单点馈电，另一种是正交馈电。

本文采用单点馈电。

我们知道，当同轴线的馈电点位于辐射贴片的对角线位置时，可以激发TM10和TM01两个模式，这两个模式的电场方向相互垂直。

在设计中，我们让辐射贴片的长度L和宽度W相等，这样激发的TM10和TM01两个模式的频率相同，强度相等，而且两个模式的电场相位差为零。

若辐射贴片的谐振长度为Lc，我们微调谐振长度略偏离谐振，即一边的长度为L1，另一边的长度为W1，且L1>W1，这样前者对应一个容抗Y1=G-jB，后者对应一个感抗Y2=G+jB，只要调整L1和W1的值，使得每一组的电抗分量等于阻抗的实数部分，及B=G，则两阻抗大小相等，相位分别为-45度和+45度，这样就满足了圆极化的条件，从而构成了圆极化的微带天线。

其极化旋向取决于馈电点接入位置，当馈电点在如图1-1的A点时，产生右旋圆极化；当馈电点在图1-1的B 点时，产生左旋圆极化波。

图1-1 单馈点圆极化矩形微带天线结构二、结构设计设计微带天线的第一步是选择合适的介质基片，假设介质的介电常数为εr，对于工作频率为f的矩形微带天线，可以用如下的公式估算辐射贴片的宽度：21212-+=)ε(fcW r(1)其中，c是光速。

辐射贴片的长度一把取为2cλ，其中cλ是介质内的导波波长，考虑到边缘缩短效应后，实际的辐射贴片长度为：LfcLe∆-=22ε(2)其中，eε是有效介电常数，L∆是等效辐射缝隙长度，它们可以分别用下式计算，即为：211212121-+-++=)(wh r r e εεε).)(.().)(.(.8025802640304120+-++=∆h w h w L e e εε对于同轴馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈电的位置会影响输入阻抗，通常要求是50Ω阻抗匹配。

圆极化微带天线的设计与实现 (1)

2004年4月重庆大学学报Apr.2004　第27卷第4期Journal of Chongqing UniversityVol.27　No.4 文章编号:1000-582X (2004)04-0057-04圆极化微带天线的设计与实现Ξ韩庆文,易念学,李忠诚,雷剑梅(重庆大学通信学院,重庆　400030)摘　要:圆极化微带天线是一种低剖面的天线元,研究圆极化微带天线的特性在天线设计中显得十分重要,而微带贴片天线的馈电位置的确定是设计的关键。

针对单端侧馈五边形圆极化微带天线进行了详细分析和论述;简要介绍了微带天线的实现方法,并介绍了一种用于分析多边形微带天线的有效方法———有限元分析法;通过对一个5.6GHz 的五边形圆极化微带天线的研究设计,给出了圆极化微带天线的设计过程,找到了确定馈电点位置的合理方法,采用HFSS 软件进行优化设计,进行仿真,给出了合理的仿真结果。

关键词:微带天线;圆极化;轴比;五边形;方向图;电压驻波比;带宽中图分类号:TN820.11文献标识码:A 目前简单的线极化天线已很难满足人们的需求,这就使得圆极化微带天线倍受青睐。

但在微带天线的分析中,近似处理较多,使得天线的设计准确性并不太好,微带贴片天线的馈电位置的确定往往需要实验调整的方法进行研究。

另外由于微带天线的频带窄,设计尺寸的微小误差都会造成天线谐振频率的偏离,极化特性也会变差。

在实际工作中由于介质基片的离散性,也影响了谐振频率的准确性[1]。

针对上述问题,特别对圆极化微带天线的设计过程进行了深入的分析;通过应用HFSS 高频结构软件仿真,使天线的性能得到了优化。

1　微带天线微带天线是一种基于微带传输线的天线。

它有多种形式,按结构特征,可把微带天线分为两大类,即微带贴片天线和微带缝隙天线;常用的一类,是贴片微带天线。

贴片可以是矩形、圆形、椭圆形及其它形状,在此选用五边形贴片。

微带天线的辐射,是由微带天线边沿和接地板之间的边缘场产生的。

微带天线仿真设计

微带天线（圆形贴片）仿真设计一.设计要求矩形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个右手圆极化矩形贴片天线，其工作频率为2.45GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。

二．设计目的1.理解和掌握微带天线的设计原理。

2.选定微带天线的参数：工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置。

3.创建工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型。

4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率，生成S参数曲线和方向图。

5.观察对比不同尺寸参数的微带天线的仿真结果，并分析它们对性能的影响。

三．实验原理矩形贴片天线如下图一所示，用传输线模分析法介绍它的辐射原理。

设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。

现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。

在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。

在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。

因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。

缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L ≈λ/2。

这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。

图一矩形贴片天线示意图四．贴片天线仿真步骤1、建立新的工程运行HFSS，点击菜单栏中的Project>Insert HFSS Dessign，建立一个新的工程。

2、设置求解类型（1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。

（2）在弹出的Solution Type窗口中（a）选择Driven Modal。

设计4：圆极化微带天线设计

添加参扫Lc：范围44mm~45.2mm，间隔0.1mm
分析结果：①谐振频率随Lc的变大而降低；
②当Lc在
44.4mm~44.5mm之间时，谐振频率在1.58GHz~1.57GHz之间
查看输入阻抗和馈电位置的关系
查看当Lc=44.45mm时的输入阻抗
实部虚部
当工作频率为1.575GHz时，输入阻抗为（32.34+j8.51）Ω，要使输入阻抗为50 Ω左右，则L1的值必须大于初始值6.9mm。
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
优化变量
Lc
8mm~9mm 44mm~45mm
dB(S(1,1))
目标函数 dB(AxialRatioVa lue)
单馈电圆极化天线实现原理
同轴线的馈电点位于辐射贴片的对角线位置时，可以激发 TM10和TM01两个模式如果让辐射贴片的长宽相同，这样激发的两个模式的频率相同、强度相等，而且两个模式电场的相位差为零。若辐射贴片谐振长度Lc，微调谐振长度：L=Lc+a W=Lc-a。前者对应容抗，后者对应感抗，调节a的值，使每一个阻抗实部和虚部相等（B=G），则两阻抗大小相等，相位分别为-45和+45，这就满足了圆极化条件
1.6mm Lc-Delta Lc+Delta 6.9mm
50mm L1
46.1mm 0.0143*Lc
查看天线的谐振点
m
f 1.53GHz
S11 -16.89dB
在初始尺寸下的谐振频率为1.53GHz，而设计要求中心频率为 1.575GHz，因此需要参数扫描分析谐振频率和Lc的关系

高频段右旋圆极化天线的设计与优化

高频段右旋圆极化天线的设计与优化在当今高科技领域，通信技术的发展日新月异，高频段右旋圆极化天线作为无线通信系统中的关键组成部分，其设计与优化显得尤为重要。

本文将探讨高频段右旋圆极化天线的设计原理、优化方法以及应用前景。

一、设计原理高频段右旋圆极化天线的设计原理主要基于电磁波的传播理论和天线结构的特性。

通过合理设计天线的结构和参数，使其能够有效地发射和接收右旋圆极化的电磁波信号。

常见的设计方法包括利用天线长度、宽度和导体形状等参数来调节天线的工作频率和极化特性，以实现对信号的有效辐射和接收。

二、优化方法1. 材料选择：选择合适的导电材料对天线的性能影响巨大。

常用的材料包括铜、铝等，其导电性能和机械强度直接影响到天线的工作频率和性能稳定性。

2. 结构优化：通过优化天线的结构参数，如长度、宽度、曲率等，可以调节天线的阻抗匹配和辐射特性，提高天线的性能和效率。

3. 天线阵列设计：采用天线阵列结构可以进一步提高天线的增益和方向性，增强信号的传输和接收能力。

4. 仿真模拟：利用电磁场仿真软件对天线进行仿真模拟，分析其电磁场分布和辐射特性，指导优化设计过程。

三、应用前景高频段右旋圆极化天线在通信领域有着广泛的应用前景。

其可应用于卫星通信、无线网络、雷达系统等领域，实现高速数据传输、远距离通信和目标探测等功能。

随着5G、6G等新一代通信技术的不断发展，对天线性能的要求也越来越高，高频段右旋圆极化天线将在未来的通信系统中发挥更加重要的作用。

综上所述，高频段右旋圆极化天线的设计与优化是一个复杂而又关键的技术问题，通过合理的设计和优化可以提高天线的性能和稳定性，推动通信技术的发展进步。

车载通信系统中右旋圆极化天线的设计与实现

车载通信系统中右旋圆极化天线的设计与实现近年来，随着汽车智能化水平的不断提高，车载通信系统已经成为一种趋势。

车载通信系统需要天线来进行信号传输，而天线的设计和实现则是车载通信系统中最重要的部分之一。

本文将针对右旋圆极化天线的设计和实现进行介绍。

一、右旋圆极化天线的原理天线的工作原理是利用电磁波与其结构相互作用，将无线电信号转换成电流或反过来。

而右旋圆极化天线则是通过发射或接受垂直于天线传播方向的同时具有环形极化状态的电磁波。

右旋圆极化天线的优点在于其在自由空间中的传输距离比线性极化天线更长，且在多径传播的环境中的抗干扰性和信号质量更好。

二、右旋圆极化天线的设计1. 天线尺寸的确定天线尺寸的确定是天线设计的第一步。

在一般情况下，天线的尺寸与频率是相关的。

要想在固定的频率下获得较优的天线性能，就需要根据频率来选取天线的尺寸。

2. 天线型式的确定根据车载通信系统的特点和要求，选用适合的天线型式。

在车载通信系统中，右旋圆极化天线较常用。

3. 材料的选取从性能、经济和加工工艺等各个方面考虑，选用合适的材料进行天线的制作。

4. 天线参数的选择根据车载通信系统的要求，选用合适的天线参数。

需要考虑的天线参数包括：工作频率、频带宽度、天线增益等。

三、右旋圆极化天线的实现1. 天线制作根据天线的设计方案进行具体的制作。

天线的制作过程包括材料的切割、弯曲、组装等。

2. 天线调试天线制作完成后需要进行调试。

调试的内容包括：检查天线连接的正确性、反射系数和驻波比等各项参数的检测、天线在不同的频率下的响应测试等。

四、结论通过对右旋圆极化天线的设计和实现进行介绍，可以得到以下结论：1. 右旋圆极化天线具有更好的信号质量和抗干扰性。

2. 右旋圆极化天线的设计需要综合考虑多方面因素，包括天线尺寸的确定、天线型式的选择、材料的选取以及天线参数的确定。

3. 右旋圆极化天线制作完成后需要进行有效的调试，以确保其正常工作。

总之，右旋圆极化天线是车载通信系统中重要的部分，其设计和实现对车载通信系统的性能和稳定性都有着重要的影响，因此，在设计和实现天线过程中需要充分考虑天线的各个方面因素。

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。

新型右旋圆极化天线在雷达系统中的应用研究

新型右旋圆极化天线在雷达系统中的应用研究在雷达系统中，天线是至关重要的一个组成部分。

天线的性能直接影响着雷达系统的探测能力和性能。

在天线的设计中，圆极化天线的应用越来越广泛，其中又以右旋圆极化天线为主。

本文将对新型右旋圆极化天线在雷达系统中的应用进行研究和分析。

一、新型右旋圆极化天线的设计原理右旋圆极化天线是一种用于产生圆极化电磁波的天线。

它的工作原理是通过将水平和垂直方向的电场分量合成，从而在天线的辐射方向上形成一个旋转的电场。

右旋圆极化天线所产生的电磁波旋转方向为右旋，这种天线具有优异的性能，如相位稳定性好、电子注跟踪能力强、空间极化复合方便等。

新型右旋圆极化天线相对于传统的右旋圆极化天线，其设计原理和结构都有所改进。

其主要特征是在天线中加入了分布式反射面和旋转环。

在天线的发射端，通过反射面把天线所发射的电磁波进行反射，从而形成一个反相的电场，使得信号的发射效果更加优秀。

旋转环的作用是对线极化电磁波进行旋转，从而在发射端产生右旋圆极化电磁波，具备较好的方向性和空间分辨率。

二、新型右旋圆极化天线在雷达系统中的应用在雷达系统中，新型右旋圆极化天线的应用较为广泛。

主要体现在以下方面：1. 目标探测方面新型右旋圆极化天线的应用可以有效地提高雷达系统的探测效率和精度。

由于其具备优异的空间极化复合方便和电子注跟踪能力强的特点，可以对目标进行高精度的探测和跟踪。

同时，由于其相位稳定性好，可以提高雷达系统的抗多径干扰能力，从而提高雷达系统的探测效率。

2. 地形测量方面新型右旋圆极化天线的应用可以在地形测量方面起到很好的作用。

由于其较为优异的方向性和空间分辨率，可以对地形进行高精度的测量和分析。

同时，由于其具备较好的相位稳定性，可以减小地形平移对雷达系统测量精度的影响。

3. 目标分类方面新型右旋圆极化天线的应用可以在雷达目标分类方面起到很好的作用。

由于其具备较好的环境适应性和探测精度，可以在目标分类时对不同目标进行区分和分类。

L波段矩形切角圆极化微带天线的设计

万方数据第３３卷电子测量技术Ｖ２“＋量：妒。

＝０警＝ｏ（２）仅在离散的ｋ。

方程（２）才存在不为零的解，每一个ｋ。

值对应一个特征函数。

把式（２）两边乘以特征函数的共轭％，然后在腔体体积上积分，在矩形微带天线周界Ｃ上积分为零，于是可得…：＝糌（３）显然，ｋ。

为零或者正整数。

设矩形微带天线只激励基模，在引入切角分离单元后，可令新的特征函数为∥，相应的波数为ｋ７，则可设：∥一Ｐ≯。

ｔ＋Ｑ乒，。

（４）将式（４）代入式（３）可得‘”：｜１．（ＰＶ幽。

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Ｖ们舭ｄ＿ｑｌｚ将式（６）代入式（５）简化为：五，ｚ：』！！昱：里！“，２（Ｐ・Ｑ）如果Ｐ、Ｑ有解则计算可得：ｑ１２ｑ２。

口１２＝０Ｐ１＝Ｐ２＝２（△ｓ／ｓ）Ｐ１２＝一２（△ｓ／ｓ）把式（８）代入式（７）。

可得ｔ志％＝艇。

（１—４△ｓ／ｓ）（５）由式（１２）可知：通过控制切角的尺寸可以控制两个简并正交模式谐振频率的分离程度，从而控制两个模式特征阻抗的相差。

以实现囤极化辐射。

根据前面的分析可将一点馈电矩形圆极化微带天线的设计步骤归纳如下：１）根据给定的工作频率和介质基板确定微带天线尺寸Ｗ。

对于介质基片厚度为ｈ，相对介电常数为ｅ，。

天线工作频率为的前提下ｆ，能够形成较高辐射效率的贴片宽度为［“ｌⅣ＝毒（孚）。

１他２）计算规则矩形微带天线的扰动量Ａｓ／ｓ，从而可以确定切角的尺寸［７３；３）确定馈电点的位置根据腔模理论可计算得到微带腔体的Ｑ值。

根据Ｑ值可以求得微带天线的输入阻抗与馈电位置Ｌ。

（Ｌ。

为馈电点距离宽边边沿的距离）的关系式［９］ｔｐｏ一１１２０），ｏ““一２ｗＬｏ＝“－－－－ａｒｃｃｏｓ（√Ｒ。

／Ｒ二）丌因为同轴馈线的特性阻抗为５０Ｑ，因此为了阻抗匹配。

卫星通信中右旋圆极化天线的设计与应用

卫星通信中右旋圆极化天线的设计与应用在卫星通信领域，右旋圆极化天线的设计与应用至关重要。

这种天线设计旨在实现高效的信号传输和接收，以确保通信系统的可靠性和稳定性。

本文将探讨右旋圆极化天线的设计原理、优势以及在卫星通信中的应用。

右旋圆极化天线的设计基于电磁波的传播特性。

在传统的线性极化天线中，信号以垂直或水平方向传输，而在圆极化天线中，电场向量沿着螺旋线旋转，形成圆形轨迹。

右旋圆极化天线的设计利用了这种旋转电场的特性，使其能够同时接收和发送具有不同方向旋转的极化信号。

右旋圆极化天线相比于线性极化天线具有诸多优势。

首先，它能够有效地克服极化损耗，因为它可以接收和发送任意方向的极化信号，从而提高了通信系统的灵活性和稳定性。

其次，右旋圆极化天线具有较强的抗多径衰落能力，可以在复杂的信号传播环境中保持良好的信号质量。

此外，右旋圆极化天线还具有较低的交叉极化损耗，可以减少信号的传输误差，提高通信的可靠性。

在卫星通信中，右旋圆极化天线被广泛应用于地面站和卫星之间的通信系统中。

地面站通常配备右旋圆极化天线来接收来自卫星的信号，并发送信号到卫星。

而卫星上也会安装右旋圆极化天线来接收地面站发送的信号，并将信号发送到其他地区。

通过使用右旋圆极化天线，卫星通信系统可以实现高效、稳定的信号传输，满足不同地区的通信需求。

除了在地面站和卫星通信系统中的应用，右旋圆极化天线还被广泛应用于移动通信、航空航天等领域。

例如，在移动通信领域，右旋圆极化天线可以提高移动终端设备的信号接收质量，从而提升通信的稳定性和覆盖范围。

在航空航天领域，右旋圆极化天线可以用于飞机和卫星之间的通信，确保航空器在飞行过程中。

一种矩形微带天线设计

毕业论文学生姓名学号院(系)专业电子信息工程题目一种矩形微带天线设计指导教师2012 年 5 月摘要:微带天线以其体积小、重量轻、低剖面等独特的优点引起了相关领域的广泛重视，已经被广泛应用在1OOMHz—1OOGHz的宽广频域上的大量的无线电设备中。

微带贴片天线是微带天线的一种基本类型，是一种谐振型天线，通常只在谐振频率附近工作。

设计这种天线首先要保证它的谐振频率不能发生偏离。

贴片的形状可以是任意的，但是能计算出辐射特性的几何形状是很有限的，本文选用矩形贴片来研究微带天线。

本文首先介绍了微带天线比较常用的几种分析方法以及辐射原理，然后根据已有的经验公式，再结合高频结构仿真器(High Frequency StructureSimulator)HFSS设计了一款中心频率为2.44GHz的无线局域网矩形微带天线。

本论文给出了详细的设计流程：根据理论经验公式初步计算出矩形微带天线的尺寸，然后在HFSS里建模仿真，根据仿真结果反复调整天线的尺寸，直到仿真结果中天线的中心频率不再偏离2.44GHz为止。

微带天线固有的缺陷是窄带性，它的窄带性主要是受尺寸的影响，本文在不改变天线中心频率的前提下，通过理论经验公式与仿真软件的结合，给出了微带天线比较合理的尺寸。

由驻波比仿真结果，可以看出在2.42GHz-2.46GHz频率范围内，驻波比VSWR<2，符合设计要求；由天线的增益仿真结果，可以看出天线在工作频率处的增益略小于8dB，基本符合设计要求。

关键词:微带贴片天线,HFSS,矩形微带天线,驻波比,增益Abstract：Microstrip antennas with its small volume, light weight, low profile, and other unique advantages caused wide related field The attention, has been widely used in 1OOMHz-1OOGHz broad frequency domain of the large number of radio equipment . Microstrip antenna is microstrip antennas patch a basic types, is a resonance antennas, usually only in Near the resonant frequency. The antenna design, it must ensure the resonance frequency deviation from cannot occur. Posted Slice shape can be arbitrary, but can calculate radiation characteristics of geometric shape is very limited, this paper Choose the rectangle patch to study microstrip antennas. This paper first introduced the microstrip antennas used frequently in several analysis method and principle of radiation, and then the root According to the previous experience formula, combined with High Frequency Structure simulation device (High Frequency Structure Simulator) HFSS designed a center frequency of 2.44 GHz wireless LAN rectangular microstrip antennas. This paper The details of the design process are: according to the theory experience formula preliminary calculated the rectangular microstrip antennas feet “And then HFSS in modeling simulation, according to the simulation results of the antenna size adjustment again and again, until the simulation” In the center of the antenna fruit frequency deviation 2.44 GHz no longer so far. Microstrip antenna inherent defect is narrowband sex, its narrowband sex is mainly by the influence of size, in this paper Don’t change the antenna center frequency, under the premise of through the theory and simulation software of empirical formula of the union, gives Microstrip antennas more reasonable size. The standing wave than simulation, and the results can be seen in the 2.42 GHz 2.46 GHz frequency range, the standing wave VSWR than < 2, comply with the design requirements; The antenna gain simulation, and the results can be seen in the frequency of the work in antenna gain is slightly less than 8 dB, basic comply with the design requirements.Keywords：Patch microstrip antennas, HFSS, rectangular microstrip antenna, standing wave ratio, the gain目录1 绪论 (4)1.1 课题研究背景及意义 (4)1.2 微带天线的特点 (4)1.3 微带天线的分类 (5)2 微带天线理论 (5)2.1 微带天线的分析方法 (5)2.2 微带天线设计的方法 (9)2.3 展宽微带天线频带和提高增益的主要方法 (12)3 矩形微带贴片天线 (13)3.1 结构和设计要求 (14)3.2 矩形微带贴片天线的辐射原理 (14)3.3 矩形微带天线尺寸的确定 (15)3.4 天线设计软件HFSS的简单介绍 (18)4 基于HFSS的无线局域网矩形微带天线设计 (18)4.1 设计要求 (18)4.2 设计步骤 (18)4.4 设计结论 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题研究背景及意义微带天线是20世纪70年代出现的一种新型天线形式。

左_右旋圆极化可重构微带天线_蒲洋

左/右旋圆极化可重构微带天线蒲洋(中国电子科技集团公司第十研究所，成都 610036)摘要：设计了一种左/右旋圆极化可重构的微带天线。

在矩形微带贴片的两条边上增加枝节，贴片与枝节通过PIN二极管开关连接，通过控制PIN二极管的通断来改变正交模式的相位差，使天线在同一个馈电点上可实现左旋圆极化（LHCP）和右旋圆极化（RHCP）的重构。

该天线在（2800±10）MHz的频率范围内驻波比小于2，轴比小于3dB。

仿真结果与测试结果均验证了该方案的可行性。

关键词：微带天线；圆极化可重构；PIN二极管A Reconfigurable Patch Antenna for Left/Right HandCircular PolarizationPU Yang(Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China)Abstract:In this paper, a microstrip patch antenna is proposed to achieve circular polarization diversity. Stubs are added around two sides of the rectangle patch and connected by PIN diodes. By turning the diodes on and off, the phase difference of two orthogonal modes is changed, which lead to the novel antenna can radiate with either left hand circular polarization (LHCP) or right hand circular polarization (RHCP) using the same feeding probe. The voltage standing wave ratio (VSWR) and axial ratio (AR) values are less than 2 and 3dB respectively in (2800±10)MHz frequency range. The simulated and measured results both validate the proposed design process.Key words：Microstrip antenna; circular polarization reconfigurable; PIN diode引言随着现代雷达和通信系统的迅速发展，为实现通信、导航、制导、警戒、武器寻的等需求，飞机、舰船、卫星等所需的天线数量越来越多，这就使得平台上的负载重量不断增加，而且搭建天线所需的费用也不断上升，同时，各天线之间的电磁干扰也非常大，严重影响系统的正常工作。

圆极化微带天线的设计与应用毕业设计[管理资料]

太原理工大学毕业设计（论文）任务书圆极化微带天线的研究与设计摘要微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。

早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视，自从20世纪70年代中期微带天线理论得到很大发展。

由于微带天线体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐，在雷达、移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统等领域得到广泛的应用。

圆极化作为微带天线理论和技术应用的一个重要分支，被广泛的运用于雷达、导航、卫星等电子系统中。

由于其特性，使得收发天线间有很强的角度位置定位灵活性，并且能减小信号的多路径干扰和其他的一些影响。

本文对圆极化微带天线进行了深入研究，具体工作如下：1、文中首先阐述了微带天线的基本理论和主要设计方法，分析了微带天线圆极化有几种方法。

并对比分析方法的优劣，哪种方法更适合什么样的研究方向，为微带天线双馈圆极化的设计提供了依据。

2、微带天线的圆极化技术，重点研究了矩形贴片天线通过切角和双馈电的方式实现圆极化。

采用仿真软件Ansoft HFSS对其进行仿真设计，并对结果进行对比，找到合适的馈电点和馈电网络。

本文所设计的圆极化微带天线具有普遍适用性，能满足不同形状的要求，可提高驻波比带宽，抑制交叉极化，提高轴比，但是馈电网络复杂，成本比较高，尺寸也比较大，有一定的局限性。

关键词：圆极化，微带天线，馈电网络，HFSSCircularly polarized microstrip antenna research and designABSTRACTThe microstrip antennas is a kind of new antenna which in the recent 30 years develop gradually. As early as put forward microstrip antennas's concept in 1953, but has not brought to the engineering attention, obtained more development since the mid-1970s microstrip antennas theory.It is small as a result of the microstrip antennas volume, the weight is light, the feed way is flexible, cost low, easy and merits and so on goal altogether shape, but the depth is loved by the people , in the radar, the mobile communication, the satellite communication, domains and so on whole world satellite positioning system obtains the widespread application.The circular polarization takes the microstrip antennas theory and a technical application important branch, by widespread utilization in electronic systems and so on radar, guidance, satellite. As a result of its characteristic, enables between the dual-mode antenna to have the very strong angle position localization flexibility, and can reduce the signal the multi-way disturbance and other influences.This article has conducted the deep research to the circular polarization microstrip antennas, the concrete work is as follows in1．the article first elaborated microstrip antennas's elementary theory and the main project analysis method, analyzed microstrip antennas's circular polarization to have several methods. And the contrastive analysis method's fit and unfit quality, which method suits what research direction, has provided the basis for the microstrip antennas double-fed circular polarization's design.2．microstrip antennas's circular polarization technology, studied the rectangle to paste the piece antenna with emphasis realizes the circular polarization through the tangential angle and the double feed way. Uses simulation software Ansoft HFSS to carry on the simulation design to it, and carries on the contrast to the result, found the appropriate feeding point and the feed network.This article designs the circular polarization microstrip antennas has the universalserviceability, can satisfy the different shape the request, may enhance the standing-wave ratio band width, suppresses the cross polarization, enhances the axial ratio, but the feed network is complex, the cost comparison is high, the size is also quite big, has certain limitation.key word: Circular polarization, microstrip antennas, feed network,HFSS目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1) (1) (2)第二章微带天线基本理论 (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (6) (6) (7) (7) (8) (8) (9) (10) (10) (10) (11) (11) (12) (12) (12) (13)第三章圆极化微带天线 (15) (15) (16) (17) (18) (19) (19) (19) (19) (19) (19) (21) (21) (21) (21) (22) (22)第四章仿真分析 (26) (26) (26) (26)： (26) (26)： (27)矩形贴片天线切角圆极化 (27) (27) (27) (28) (28) (30)矩形贴片天线外加馈电网络圆极化 (34) (34) (35)本章小结 (38)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录英文资料及译文 (43)第一章绪论课题背景随着科学技术的飞速发展，现代社会已经进入信息时代，信息的快速而广泛的传递形成了现代社会最重要的特征。

圆极化微带天线的设计与研究

摘要微带天线具有体积小，重量轻，低剖面，制造成本低，易于批量生产，易于和微带线路集成等特点，能得到单方向的宽瓣方向图，易于实现双频段、双极化等多功能工作。

这些优点使得微带天线在大约100MHz～100GHz宽广频域上，广泛应用于包括卫星通信、雷达、遥感、制导武器以与便携式无线电设备。

论文首先回顾了微带天线的发展史，介绍了它的结构、优缺点与应用，然后给出了微带天线的几种分析方法，包括传输线法，空腔模型法，积分方程法等，并介绍了微带天线圆极化的原理和实现方法以与微带天线的馈电方式。

然后在Ansoft HFSS中创建了一个单馈圆极化微带天线和双馈圆极化微带天线，分析了S11和VSWR参数，画出了方向图。

为了实现圆极化，进行了轴比的优化仿真，达到了较为理想的结果。

关键词：微带天线、圆极化、轴比AbstractThe microstrip antennas has the volume to be small, the weight is light, the low section plane, the production cost is low, easy volume production, easy and characteristics and so on microstrip line integration, can obtain the single direction wide petal directional diagram, easy to realize, the double polarization dual range and so on multi-purpose work. These merits cause the microstrip antennas in approximately the 100MHz-100GHz broad frequency range, widely applies in includes the satellite communication, the radar, the remote sensing, the guided weapon as well as the portable wireless apparatus.The paper first reviewed microstrip antennas's history, introduced its structure, the good and bad points and the application, then have given microstrip antennas's several analysis method, including the transmission long-base method, the cavity modeling, the integral equation law and so on, and introduced the microstrip antennas circular polarization's principle and realizes the method as well as microstrip antennas's feed method. Then AnSoft Hfss in the creation of a single-fed circular polarization microstrip antenna and double-fed circular polarization microstrip antenna and double-fed circular polarization microstrip antenna, the analysis of the S11 and VSWR parameters, to draw a pattern. In order to achieve circular polarization, the axis carried on the optimization simulation, to a more satisfactory results.Key words：microstrip antenna；circularpolarization; axial ratio目录摘要IABSTRACTII目录III第一章绪论1§1.1微带天线的发展1§1.2微带天线的定义和结构1§1.3微带天线的优缺点2§1.4微带天线的应用3第二章微带天线的原理技术4§2.1微带天线的辐射机理4§2.2微带天线的分析方法5§2.2.1 传输线模型法5§2.2.2 空腔模型法8§2.2.3 积分方程法8§2.3微带天线的馈电方法9§2.4微带天线圆极化技术10§2.4.1 圆极化天线的原理10§2.4.2 圆极化实现技术11§2.5其他形式的微带天线15第三章圆极化微带天线的仿真与优化19§3.1A NSOFT HFSS高频仿真软件的介绍19§3.2圆极化微带天线的仿真优化19§3.2.1圆极化微带天线的仿真设计19§3.2.2天线轴比的优化22第四章双馈圆极化微带天线的设计25§4.1两路微带等功率分配器的设计与仿真25§4.2双馈圆极化微带天线的仿真分析29§4.2.1创建天线模型29§4.2.2 优化天线模型33致 37参考文献37第一章绪论§1.1 微带天线的发展微带天线的概念早在1953年就已经提出了，但并未引起工程界的重视。

(完整word版)圆极化微带天线设计

GPS圆极化微带天线设计1.1微带天线简介微带天线是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面敷以金属辐射片7面全部敷以金属薄膜层做接地板而成°GP茨线通常使用平面天线和螺旋形天线。

近年来微带天线由于具有重量轻,体积小，易于实现圆极化。

而GP功能在个人行动通讯设备特别是手机中的普及，更使得GP头线的小型化研究成为十分热门的话题。

1.2GPS微带天线结构与原理上图是一个简单的微带天线结构，由辐射元，介质层和参考地三部分组成。

与天线性能相关的参数为辐射元的长度L,辐射元的宽度W,介质层的厚度h,介质的相对介质电常数& r ，介质的长度和宽度。

1.3辐射机理理论上可以采用传输线模型来分析其性能，假设辐射贴片的长度近似的为半波长，宽度为w,介质基片厚度为h,工作波长为入；我们可以将辐射贴片，介质基片和接地板视为一段长度为入/2的低阻抗微带传输线，在传输线的两端断开形成开路。

由于介质基片厚度hvv入，故电路沿着h方向基本没有变化。

最简单的情况可以假设电场沿着宽度w方向也没有变化。

那么在只考虑主模激励（TM10 模）的情况下辐射基本上可以认为是由辐射贴片开路的边缘引起的。

在两开路的电场可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，由于辐射贴片长度约为半个波长，所以两垂直分量方向相反，水平分量方向相同。

因此，两开路端的水平分量电场可以等效为无限大平面上同相激励的那个缝隙，缝隙的宽度为厶L （近似等于基片厚度h）,长度为w,等效缝隙相距为半波长，缝隙的电场沿着w方向均匀分布，电场方向垂直于w。

1.4微带天线贴片尺寸估算考虑到边缘缩短效应后，实际的辐射单元长度 L 应为L 二—c-2 △ L 式中e 是有效介电常数，△ L 是等效辐射缝隙长度, f ” e 同轴线馈电点的位置，宽度方向上馈电点的位置一般在中心点，在长度方向上边缘处（x= L/2 ）的输入阻抗最高。

由以下的公式计算出输入阻抗为 50欧姆的馈电点位置： L12HFSS 设计环境概述2.1模式驱动求解。

射频天线设计中的右旋圆极化技术指南

射频天线设计中的右旋圆极化技术指南作为通信领域的重要组成部分，射频天线设计在实际应用中至关重要。

而其中右旋圆极化技术更是其不可或缺的技术之一。

本文将就此技术进行深入介绍，以便为天线设计过程提供指导。

一、右旋圆极化技术的基础知识1. 什么是圆极化技术圆极化是无线电技术中的一种重要指标，是电磁波的一种偏振形式。

简单来说，就是使电磁波的振动平面沿着一个完整的圆做旋转，这样的电磁波被称为圆极化电磁波。

2. 圆极化技术的两种类型圆极化技术又分为左旋和右旋两种类型。

其中，右旋圆极化电磁波是指电场按照右旋螺旋状传播的电磁波，电矢量绕着光线方向转动，而左旋圆极化则相反。

二、右旋圆极化技术在射频天线设计中的应用右旋圆极化技术对于射频天线设计有着非常重要的应用。

它不仅可以提高天线的发射效率和接收灵敏度，还可以降低信噪比。

下面将详细介绍在射频天线设计中，右旋圆极化技术的具体应用。

1. 天线设计过程中的圆极化技术选择在天线的设计过程中，选择合适的圆极化技术非常重要。

对于不同的应用场景，可能需要选择左旋、右旋或线极化等不同的技术。

2. 圆极化天线的设计与实现通过特定的设计方法，可以在射频天线中实现右旋圆极化技术。

其中，圆极化天线的设计要素包括天线尺寸、天线的形状和介质特性等。

3. 圆极化天线天线与其他天线的组合使用在实际射频通信应用中，可能需要将圆极化天线与其他天线组合使用，以达到更高效的通讯效果。

例如，在GPS系统中，GPS导航天线中和GPS接收机中都存在右旋圆极化天线，这两者之间的通讯效果需要组合使用优化。

三、右旋圆极化技术的实用性右旋圆极化技术在射频通信中的实用性是不可忽视的。

它可以通过优化天线的设计和组合使用方法，提高不同场景下的信号传输效率和接收灵敏度。

同时，在无线通讯中，这种技术也可以有效缓解信道干扰等问题。

综上所述，右旋圆极化技术在射频天线设计中是一项重要的技术。

通过合适的技术选择和设计方法，可以实现更高效的通信效果，有望成为未来射频通讯的一个关键技术。

射频天线设计中的右旋圆极化技术创新

射频天线设计中的右旋圆极化技术创新在射频通信领域中，天线设计可以说是起着至关重要的作用。

而天线的效果直接影响着通信系统性能的优劣。

那么如何提高天线的效果呢？右旋圆极化技术作为一种创新的方法，被越来越多的研究人员所关注。

一、右旋圆极化技术是什么？在了解右旋圆极化技术之前，先要了解一下什么是极化方式。

天线可以发射和接收电磁波，而极化方式可以描述电磁波中电场和磁场的方向。

当电磁波的电场方向沿着同一平面运动时，它就被称为线极化，而当电场和磁场呈圆周运动时，它就被称为圆极化。

在圆极化中，若电磁波呈现出经过时间变化其方向逆时针旋转的运动，就是右旋圆极化。

简单来说，射频天线设计中的右旋圆极化技术就是指通过改变天线辐射电磁波的极化方式为右旋圆极化。

二、右旋圆极化技术的优势右旋圆极化技术相对于其他极化方式而言，具有如下的优势：1.抗多径传播干扰在现实的通信环境中，因为各种原因，信号会在不同的路径上传播。

而当存在多条传播路径时，会出现多径效应，导致接收到的信号发生衰落或者甚至消失。

而右旋圆极化技术可以有效抵抗多径传播干扰，提高信号传输的稳定性。

2.增强信息安全右旋圆极化技术可以被用于在保密通信中。

由于相比于其他极化方式，右旋圆极化的特殊性质更难被窃听和破解，因此更加难以被窃听者截获。

3.提高频率利用率在频率资源有限的情况下，如何更好地利用频率资源就显得非常重要。

右旋圆极化技术的应用可以帮助提高频率的利用率，从而在有限频域内实现更高的信息传输量。

三、右旋圆极化技术在射频天线设计中的应用右旋圆极化技术在射频通信系统中的天线设计中日益受到广泛的关注和应用。

如何利用右旋圆极化技术来优化天线设计，提高通信系统的性能成为了研究人员们的重要研究方向。

1.天线设计天线的设计是射频通信系统中最重要的环节之一。

在应用右旋圆极化技术的天线设计中，通常需要将正交极化变换为右旋圆极化，从而达到提高通信质量的目的。

同时，在使用右旋圆极化的天线中，也需要考虑相应的结构特点进行优化设计，以实现更优秀的性能。

L波段矩形切角圆极化微带天线的设计

射【。下面详述其原理：
微带天线作为平面型天线，有低剖面、共形、量具易重轻、加工、组阵等优点］随着集成电路技术和光刻易易。工艺的进步，带天线的应用也越来越多，卫星通信、微在雷达监测、线通信和射频测量等领域微带天线都有广泛的无应用。在航天飞行器中，于飞行器位置姿态不固定，由它们的通信测控设备都要求共形的、量轻、积小而又成重体本低的圆极化天线。圆极化微带天线恰是能满足这些要
（京航空航天大学电磁Ｘ程实验室北京１０１北－０１）９
摘要：设计了一种工作在Ｉ波段（心频率为１６ＧＨｚ的圆极化微带天线，天线在很宽的波束范围内实现了良中．）此好的圆极化特性（－０角度范周内，４６。圆极化轴比Ａ＜３ｄ）天线采用传统的同轴线背馈的馈电方式，体结构简单，ＲＢ，整制作成本低，且实现了天线的低剖面性，有广泛的应用价值。并具
ＷａｇＷｅＭｉｏＪｎａｇＬｉｎｉｎｉａｕｇｎａｇＢｎ
（ｌｔｍａｎｔｎｉｅｒｇＬｂｒｔｒｆｅｉｇＵｎｖｒｉ，Ｂｉｎ０１１ＥｅｒｃｏｇｅｉＥｇｎｅｉａｏａｏｙｏｉｎｉｅｓｙｅｉｇ１０９）ｃｎＢｊｔｊ

射频天线设计中的右旋圆极化天线模拟优化

射频天线设计中的右旋圆极化天线模拟优化在射频天线设计中，右旋圆极化天线的模拟优化是一个关键的议题。

右旋圆极化天线在无线通信、卫星通信等领域有着广泛的应用，其设计和优化对系统性能具有重要影响。

本文将探讨右旋圆极化天线的设计原理、模拟优化方法以及优化过程中的一些关键考量。

右旋圆极化天线的设计原理基于电磁场的旋转。

通过合适的结构和材料，使得天线辐射出的电磁波呈现出右旋圆极化的特性。

这种天线不仅能够传输和接收线性极化的信号，还能够传输和接收圆极化的信号，具有较好的通信性能。

在进行右旋圆极化天线的模拟优化时，首先需要建立合适的数学模型。

这个模型通常包括天线的几何形状、材料参数、工作频率等因素。

通过仿真软件，可以对这个模型进行电磁场分析，得到天线的辐射特性、阻抗匹配情况等重要参数。

模拟优化的关键在于调整天线的设计参数，以达到预期的性能指标。

其中，一个重要的指标是天线的增益。

通过调整天线的尺寸、结构，可以提高天线的增益，从而增强信号的传输和接收能力。

另一个重要的指标是天线的带宽。

带宽越宽，天线就能够在更广泛的频率范围内工作，适用性更强。

除了增益和带宽，右旋圆极化天线的模拟优化还需要考虑极化纯度、辐射方向图的形状等因素。

极化纯度是指天线辐射出的信号中圆极化成分的比例，通常用参数“Axial Ratio”来衡量。

辐射方向图则描述了天线在空间中的辐射分布情况，包括主瓣方向、副瓣大小等信息。

在实际优化过程中，工程师需要根据具体的应用场景和性能要求，权衡各种因素，进行多次仿真和调整。

通过不断优化，最终得到满足要求的右旋圆极化天线设计方案。

总的来说，右旋圆极化天线的模拟优化是一个复杂而又关键的工作。

它涉及到电磁场理论、天线设计、信号处理等多个领域的知识，需要工程师具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。

通过科学的方法和系统的优化过程，可以设计出性能优异的右旋圆极化天线，为无线通信系统的发展提供有力支持。

一种右旋圆极化微带天线的设计

一种右旋圆极化微带天线的设计
刘永鑫;胡永辉;侯雷
【期刊名称】《时间频率学报》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】在传统圆形微带天线的基础上,设计了一种北斗卫星导航系统的右旋圆极化微带贴片天线.基于腔模理论,采用在传统的圆形贴片天线上开槽和单一馈电点的方法,设计仿真天线的优化模型.优化结果显示椭圆极化轴比＜3dB,实现了天线的圆极化.已根据仿真优化结果由PCB制板制作出圆极化天线样品.在北斗B1(1
561MHz)频点上,把样品接入北斗授时型接收机系统进行对比测试,系统运行稳定.仿真结果及测试结果均说明该方案是可行的.
【总页数】6页(P98-103)
【作者】刘永鑫;胡永辉;侯雷
【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600
【正文语种】中文
【中图分类】TN820.1+1
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3.一种宽带宽波束圆极化微带天线的设计 [J], 党乐[1];吴军军[2];李聪[2]
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5.一种小型化圆极化微带天线的设计 [J], 赵丽蓉;王洪涛
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