设计4：圆极化微带天线设计
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。
差分馈电圆极化微带天线的设计
一 一 一
５ ８ ６． ｍｍ ， Ｋ
１
２７ ｍ ， ．３ ｍ
２０ ｍｍ ， ．５
ｈ ２３ ９ｍ ， ｈ ・ ｍ
５・ ｍｍ ， Ｓ １ ・３ ， ｇ ８ ７ ７ ｍ ｍｍ， ｄ ２・ ｍ ， １ ８ｍ
｝… ｝ 一
、
— — — — — — 一
ｆ ｝‘
ｌ
２．ｍ １ ６ ｍ，
４ ５ ｍ，ｔ＝ ． ｍ ．ｍ ２ ３ ｍ， Ｌ ＝ ６ ６ ｍ， Ｇ ４ ．ｍ
ｗ
６ １ ２ ｍ ｆ ＝ ８ｒ ａ
图 ５ Ｓ 数 曲线 图 参
一 － 一 。 一
一 一 — — 一 — — — — — — — — — —— － －－ —－一
大约 是 ８７ Ｂｉ ．ｄ 。 【 键 词 】 圆极 化 ：差 分 馈 电 ；天 线 关
【 图分 类 号 】Ｔ ２ ． 中 Ｎ８ ０１ ＋１
【 献标 识 码 】Ａ 文
【 章 编 号 】１０ — １ １ ０ １０ — ０９ ０ 支 ０ ８ １５ （ １）５ ０ ３ — １ ２
（ ）使 用 Ｈ Ｓ 一 Ｆ Ｓ软件 设计 天线
一
—— ｉ—
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＝ Ｉ
【
Ｉ
图 ７ 增 益 曲线 图
图 ８ Ｖ Ｗ Ｒ 曲线 图 Ｓ
（ 转第 ４ 下 ９页 ）
【 稿 日期 】２ １ — ２ ２ 收 ０１ ０— ６
Байду номын сангаас
【 者简介】张一 治 （ ９ ９ ，男 ，山西人 ，西安电子科技 大学理 学院硕 士生 ，研究方 向为 目标激光散射特 性测量与理论 作 １ ８ 一） 建模 ；张晓波 （ ９ ６ ） １８ 一 ，男，安徽人 ，西安 电子科技 大 学理 学院硕 士生 ，研 究方向为 目标激光散射特性 的研 究。
基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计
ｒｇ ｔｈ ｎ ｉ ｕａ ｏ ａｉａｉｎ（ ｉｈ ａ ｄ ｃｒ ｌｒｐ ｌｒｚ ｔ ｃ ｏ ＲＨＣＰ）ａ ｔｎ ａｗｅｅ ｄ ｓｇ ｅ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｉ ｍｅｈ ｄ Ａ ｅ ｏ ｆｇ ｒｂ ｅａ ｔｎ ａ ｗｈ ｓ ｎｅ ｎ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ｂ ｓｎ ｈｓ ｔｏ ． ｒｃ ｎ ｕ ａ ｌ ｎｅ ｎ ， ｏ ｅ ｉ
李 媛 ，韩康康 ，李建 兰 ，叶春 晖
（ 津 大 学 电子 信 息 工 程 学 院 ，天 津 ３ ０ ７ ） 天 ０ ０ ２
一种Peano结构的圆极化微带天线设计
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ Ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ７ １ ０ ０ ９， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ： Ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｉｚ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｉ ｎ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｉ ｓ — ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ＥＢ Ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ｒｌ ａ ｙ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｉ ｒ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｐ ｅ ａ ｎ ｏ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ
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。
一种共形圆极化微带天线的设计
波； 在 复 杂气 候 条件 下 （ 雨、 雾等） ， 仍 能 满足 通 信 需要 。因此设 计共 形 圆极 化 天线具 有现实 意义 。
对 于 圆柱共形 的 圆极 化微 带天 线 ， 已有 相 关
研究 。文献 ［ ６ ］ 和文 献 ［ ７ ］ 分 别研究 和设 计 了柱 面 共形 的 圆极 化 天 线 阵 列 。 由于 载 体 曲率 半 径 不 同， 天 线性 能有较 大差异 Ｊ 。因此 ， 有必要 研究 圆 柱半 径对 圆极化 共形 天线性 能 的影 响 。 本文 首先设计 了一种共 面波导 馈 电的矩 形缝
察敌方 的 各 种 线 极 化 及 椭 圆极 化方 式 的 无 线 电
一种宽频带宽角度圆极化微带天线的设计
每个馈 电点 的物 理 位 置 选 择 要 有 一 定 的对 称
性 ． 仿 真验 证 ， 经 固定好 第 一个 馈 电点位 置 ， 它馈 其 电点 依次绕 天线 中心 旋 转排 列 ， 馈 电点 旋 转 度数 各 间 隔为馈 电的相 位 差． Ｐ＜Ｍ， 最 后一 个 馈 电 点 在 且
位置 没有旋 到第 一 个 馈 电点 位 置 的情 况 下 ， 获得 可 好 的轴 比带 宽．
成 ． 地 板 Ｓ和 介 质 基 板 均 为 边 长 ３ ｍ、 度 ４ 接 ６ｍ 厚
交叉 极 化有显 著 的效 果 ． 技 术 已成 熟 应 用 于 圆极 此
化天 线阵 的设计 Ｊ 把单 个 贴 片 天线 各 馈 点 激励 的 ． 模式 看成 是天线 阵 中各 阵元 形成 的模 式 ， 对 于采 则
』ｒＪ
（） １
其 中 Ｐ为整数 ， ０＜ Ｍ， 且 ｐ＜ 并保 天 线 阻 抗 带 宽 的设 计 方 法 ４． 献 文 Ｊ ［－ ］ 用 四个 Ｌ型 探针 进行 馈 电不 仅可 以展 宽 微 ５６ 利
带天 线 的阻抗 带 宽 ， 可在 宽 角 度 内展 宽 轴 比 （ Ｒ 还 Ａ
１ 天 线 设计 与分 析
１ １ 多馈 源技 术 实现 ．
文献 ［ ］ 多个 馈 点为 单 个贴 片 天线 馈 电进 行 ８对 了研 究 ， 采用馈 电位 置顺 序旋转 技术 ． 其馈 电激励 的 相位 存在 适 当的偏移 ， 对增 加 圆极 化轴 比带 宽 、 少 减
和 优化 ， 天线结 构如 图 １ 示． 所 此 天 线 由接 地 板 、 质基 板 、 射 贴 片 ３层 组 介 辐
小 型设备 共形 ．
文献 ［Ｏ 对 微 带 天 线 的辐 射 机 理 和 分 析 模 型 １］
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。
可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究
可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究一、本文概述随着无线通信技术的快速发展，微带天线作为一种重要的天线形式，因其体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域得到了广泛应用。
传统的微带天线在应对复杂多变的通信环境和需求时，其性能往往难以达到理想状态。
研究和开发具有可重构特性和宽带圆极化特性的微带天线，对于提升无线通信系统的性能、适应性和灵活性具有重要意义。
本文旨在深入研究可重构微带天线及宽带圆极化微带天线的相关理论与技术。
对可重构微带天线的设计原理和实现方法进行探讨，分析其在不同通信需求下的重构机制与性能优化。
研究宽带圆极化微带天线的设计理论和技术实现，探讨其在宽频带范围内实现稳定圆极化辐射的机理和方法。
结合实际应用场景，对可重构和宽带圆极化微带天线的性能进行仿真分析和实验验证，为无线通信系统的天线设计提供理论支持和技术指导。
本文的研究内容不仅有助于推动微带天线技术的发展，还可为无线通信系统的天线设计提供新的思路和方法。
通过深入研究和探索可重构及宽带圆极化微带天线的性能和应用，有望为未来的无线通信系统提供更加高效、灵活和稳定的天线解决方案。
二、微带天线理论基础微带天线，作为一种重要的平面天线形式，自上世纪70年代被提出以来，因其低剖面、易共形、低成本以及易于与微波集成电路集成的优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统以及导弹和航天器等众多领域得到了广泛应用。
微带天线的设计和实现涉及到电磁场理论、传输线理论、微波网络理论等多个学科的知识。
微带天线的辐射原理可以通过传输线模型来解释。
在微带天线中，辐射贴片可以视为一段具有特定长度和宽度的传输线，其两个开路端作为辐射边。
当天线被激励时，传输线上的电磁场分布会发生变化，进而激发出辐射场。
辐射贴片上的电场分布决定了天线的辐射方向图和增益，而磁场分布则影响天线的输入阻抗和带宽。
微带天线的性能还受到介质基片的影响。
介质基片的介电常数决定了天线的工作频率和尺寸，而基片的厚度则影响天线的带宽和辐射效率。
机载宽波束圆极化微带天线设计
机载宽波束圆极化微带天线设计刘亭亭1钱祖平1赵菲2(中国人民解放军理工大学通信工程学院南京210007)1(国防科技大学电子科学工程学院长沙410073 )2摘要：本文研究设计了一种宽波束圆极化微带天线，该天线工作在L波段，采用圆贴片辐射单元和正交H 缝隙耦合馈电技术。
仿真结果表明：该天线在8MHz工作频带内VSWR≤1.05，轴比≤0.25dB；轴比小于3.0dB 的空域覆盖范围达129°，在工作频段0dB增益覆盖范围达到120°，实现了超低驻波比和宽波束圆极化天线设计。
该天线结构紧凑，可广泛应用于飞机等民用导航系统。
关键词；H缝隙耦合，圆极化，轴比，宽波束Design of Airborne Board beam Circularly Polarized Microstrip AntennaLiu Tingting1, Qian Zuping1, Zhao Fei2(Communication Engineering Institute of Science Technology University PLA, Nanjing 21007) 1 (School of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073) 2Abstract: The board beam circularly polarized microstrip antenna is designed in L band. The circular radiation patch and the technique of orthogonal H-shape aperture couple are used. The simulation results show that: in 8MHz operation frequency band, the VSWR of the antenna is less than 1.05, the axial ratio is less than 0.25dB and is less than 3.0dB in 129°for space area, the gain is more than 0 dB in 120°for space area in operation frequency band. The super low VSWR and board beam circularly polarized antenna is achieved. The antenna which is compact can be widely used on plane, civil navigation system and so on.Keywords: H-shape aperture couple, circularly polarized, axial ratio, board beam1 引言飞机在高速飞行过程中由于要与卫星时刻保持通信，所以对机载天线的性能要求很高。
基于北斗卫星导航系统的圆极化微带天线的设计
基于北斗卫星导航系统的圆极化微带天线的设计作者：赵芷鋆张震杨海峰来源：《商情》2016年第18期【摘要】本文以我国北斗卫星导航系统中的地面终端天线为工程应用背景，借鉴和总结了前人的研究成果，主要针对微带天线的圆极化技术和多频技术展开研究。
首先详细介绍了微带天线的基本理论和分析方法，接着讨论了微带天线的圆极化实现和馈电方法。
通过对多元天线的研究，设计了一种新型结构的三频天线，可以作为手持导航产品的终端天线。
仿真和测试结果分析表明，本文所设计的一款天线基本满足项目的指标要求，具有一定的应用价值。
【关键词】微带圆极化馈电网络一、背景近年来，全球卫星导航系统（GNSS）在国家安全、经济及社会发展中的作用非常显著，世界上各主要大国都竞相发展独立自主的卫星导航定位系统，几乎所有的卫星导航系统都进入了高速发展阶段。
由于圆极化天线具有接收效率高、抗多径反射、抗干扰等优点，在卫星导航系统中得到了广泛应用。
本文结合研究项目，对微带天线的圆极化技术、多频技术进行了深入的研究，并在此基础上设计了三款多频卫星导航终端天线。
根据单馈法实现圆极化的工作原理，并利用双层贴片叠层设计完成了一款支持北斗L/S频段的双频导航终端天线，此款天线可用于实现北斗系统的短报文通信和定位功能。
使用带威尔金森功分器的双馈网络，实现天线的圆极化技术性能，成功研制了一款工作于车载系统中的三频导航终端天线。
二、微带天线的理论基础微带天线的概念首先是在 1953 年提出来的，微带天线是辐射贴片敷在不同介电常数的介质基板上，且介质基板的厚度远小于微带天线工作波长。
微带天线的介质基板底层敷以金属薄膜，作为微带天线的地板。
微带天线具有高性能、小型化、易于设计等优点，使微带天线广泛应用于卫星导航和个人无线通信当中。
微带天线的带宽是指微带天线在接收卫星信号时，能够在接收频率的变化内，天线的各项指标在合理变化。
天线的带宽是指天线满足一定电性能指标的工作频段范围。
三、微带天线圆极化的性质沿波的传播方向上看去，波的瞬时电场矢量的端点轨迹构成一个圆，具有这样的瞬时电场分量的波称之为圆极化波，由于轨迹是圆，那么也可知瞬时电场的幅度相同。
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。
圆极化引信天线设计
正 确 ， 于工程 应用 。 便
专
（ ４ ）
式 （ ） ：。 ４ 中 Ｐ 是馈 点 到 圆形 微带 中心 的径 向距离 ；
１ 圆极化天 线的设计原理
微 带天 线 的贴 片形 状 有 很 多 种 ， 常 用 的是 矩 最
２ １ 年 ３月 １ ０１ １日收到
Ｇ 是 圆形微 带天 线 的辐射 电导 。 ， 由式 （ ） 知 ， 着 馈 点 逐 渐 向 圆形 天 线 中心 ４可 随
＠ ２ １ ＳｉＴ ｅ． ｎ ｎ． ０ １ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ．
圆极 化 引信 天 线 设 计
谢卫锋 常树茂 范 谨
（ 西安机电信 息技术研究所 ， 西安 ７０ ６ ； １０ １ 西安邮电学院 西安 ７ ０ ６ ） ， １０ １
摘
要
设计 出一种平 面圆形 、 小尺寸无线 电引信用 圆极化微 带天线。该 天线在 ± ０ ６ 。的扫瞄空 间内， 线极 化轴 比为 １ ０ 天 ．６
电和一点馈电。正交馈 电方法需用馈 电网络 ， 而馈 电网络 自身 占用 空间较 大 ， 这对 引信 天线不 太适
３８ ６０
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
用 。而 一点 馈 电方 式 无 需馈 电 网络 ， 电 简 单且 天 馈
线整体 占用空间小 ， 所以本设计选用一点馈 电方式 。
根 据腔 模 理 论 ， 圆形 微 带 天 线上 附加 一 个 简 在
化方式 设 计为 圆极 化 ， 于水 滴 对 圆极 化 波 的反 射 由
是 反旋 的 ， 而雷 达 目标 对 入 射 的 圆极化 波 产 生 的反
合适。设 圆形微带 天线的贴 片半径为 ａ 当 ｈ 。 ， ≤
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。
(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。
环形电流法、微带天线圆极化法、交叉振子法和磁电偶极子法
环形电流法、微带天线圆极化法、交叉振子
法和磁电偶极子法
《无线通信中的常用天线设计方法》
在无线通信技术中，天线设计是非常重要的一环。
不同的应用场景需要不同类型的天线设计来满足要求。
本文将介绍四种常用的天线设计方法：环形电流法、微带天线圆极化法、交叉振子法和磁电偶极子法。
第一种天线设计方法是环形电流法。
这种方法是通过在天线导体上施加环形电流来实现对天线的高效辐射。
环形电流法的特点是具有较宽的工作频段和较高的辐射效率，适用于一些宽带通信系统中。
第二种天线设计方法是微带天线圆极化法。
这种方法是通过在微带天线的辐射片上设计特定形状的辐射结构，实现天线的圆极化辐射。
微带天线圆极化法的特点是结构简单、安装方便，并且适用于一些对电磁兼容性较高的应用。
第三种天线设计方法是交叉振子法。
这种方法是通过在天线辐射片上设计多个不同方向的交叉振子，来实现对不同极化的辐射。
交叉振子法的特点是可以实现多种不同极化方向的辐射，适用于一些需要在不同场景下灵活调整极化方向的通信系统。
第四种天线设计方法是磁电偶极子法。
这种方法是通过在天线导体上设计特定形状的磁电偶极子结构，实现对辐射场的调控。
磁电偶极子法的特点是可以实现对天线辐射场的高度精确的控制，适用于一些需要对辐射场进行精确控制的通信系统。
总的来说，以上四种天线设计方法都有各自的特点和适用场景。
在实际应用中，可以根据具体的通信需求来选择合适的天线设计方法，以实现更好的通信效果。
L波段矩形切角圆极化微带天线的设计
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 １ ０ １ 北 － ０１ ） ９
摘 要 ：设 计 了一 种 工 作 在 Ｉ 波 段 （ 心 频 率 为 １ ６ＧＨｚ 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 ， Ｒ Ｂ ， 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
Ｗ ａ ｇＷ ｅ Ｍ ｉｏＪ ｎ ａ ｇ Ｌｉｎ ｉ ｎ ｉ ａ ｕ ｇ ｎ ａｇＢｎ
（ ｌ ｔ ｍａ ｎ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｌ ｂ ｒｔ ｒ ｆ ｅ ｉｇ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｂ ｉｎ ０ １ １ Ｅｅ ｒ ｃ ｏ ｇ ｅ ｉ Ｅ ｇｎ ｅｉ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｉｎ ｉｅ ｓ ｙ ｅ ｉｇ １ ０ ９ ） ｃ ｎ Ｂ ｊ ｔ ｊ
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单馈电圆极化天线实现原理
右旋圆极 化馈电点
dp
W=Lc-a
d
y x
左旋圆极
dp 化馈电点
L=Lc+a
h
FR4 Epoxy
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
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。 设馈电点到贴片中心距离为L1，则L1在（0.11~0.15）Lc之间
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： S11 <-20dB，轴比小于1dB
单馈电圆极化天线HFSS仿真
Freq=1.575GHz
Theta=0 Phi=0
Freq=1.575GHz
<=-20 <=1
优化分析
优化分析结果
优化分析
查看天线优化后的性能
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
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
查看天线谐振频率和天线尺寸的关系
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
范围
条件
L1 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 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
Center Position：-L1，L2，0mm ④ 更改求解频率和扫频范围
中心频率：1.575GHz 扫频范围：1.3GHz~1.8GHz
H L0 W0 L1 Length L2 Lc Delta
添加参扫Lc：范围44mm~45.2mm，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
单馈电圆极化天线设计要求
类型范围：右旋圆极化GPS接收天线 中心频率：1.575GHz 波的轴比：小于2.0dB 馈电类型：单点馈电 介质基片：1.6mm的FR4 Epoxy
单馈电圆极化天线设计步骤
① 仿照设计2方法计算谐振频率1.575GHz辐射贴片初始尺寸： L=W=Lc=46.1mm 设置微调长度a=0.0143Lc