一種寬頻帶的圓極化天線設(shè)計(jì)

程喆

摘 要：本文設(shè)計(jì)了一種寬頻帶的圓極化天線，并對其各種參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。天線設(shè)計(jì)工作在L波段，軸比帶寬大于35%，天線為右旋圓極化。利用Ansoft軟件對天線進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明該天線具有良好的增益特性和方向圖特性，基本實(shí)現(xiàn)了天線的設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：寬頻帶；圓極化；設(shè)計(jì)

1 引言

目前現(xiàn)代衛(wèi)導(dǎo)天線要求越來越高，寬頻帶適應(yīng)頻域?qū)掗_的要求，圓極化使得系統(tǒng)克服了線極化帶來的增益損失，本文設(shè)計(jì)了一種寬頻帶的圓極化天線，使用雙對稱陣子作為天線單元，能夠很好的適應(yīng)上述要求。

2 天線的設(shè)計(jì)要求

天線要求為右旋圓極化，工作頻率為L波段，軸比帶寬大于35%。天線圓極化增益大于6dB，在頻帶內(nèi)仰角15°以上的軸比小于6dB。

3 天線的理論分析

根據(jù)上述理論，要實(shí)現(xiàn)圓極化波，各個(gè)饋電點(diǎn)的相位依次相差0°，90°，180°和270°時(shí)，其圓極化性能最好。

當(dāng)輻射體采用雙對稱陣子時(shí)，通過寬頻帶的移相功分器實(shí)現(xiàn)各個(gè)饋電點(diǎn)的不同的相位。即可實(shí)現(xiàn)其寬頻帶的圓極化。

4 天線的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

天線輻射體

天線輻射體采用對稱振子，天線仿真立體圖如圖1所示。

從圖1可以看出，雙對稱振子通過中心用雙金屬橋?qū)崿F(xiàn)反向180°。采用雙饋點(diǎn)對對稱振子進(jìn)行饋電，每個(gè)單振子相位依次相差90，由此實(shí)現(xiàn)天線的圓極化。

功分器是一種將輸入信號功率分成相等或不相等的幾路輸出的多端口微波元件為了實(shí)現(xiàn)功分器兩個(gè)輸出端口在寬頻帶內(nèi)的0°與90°相移，在功分器的一個(gè)端口處延長一段四分之一的傳輸線，通過增加短路支節(jié)調(diào)節(jié)其相位以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 天線電參數(shù)的仿真結(jié)果

由圖2可以看出，上部為天線主體部分，下部為功分器。

（1）天線的駐波曲線

如圖3所示，天線在寬頻段內(nèi)VSWR曲線均滿足指標(biāo)要求。其在頻帶內(nèi)的駐波系數(shù)均小于1.5。

（2）天線的仿真方向圖和軸比

圖4為天線的增益及軸比仿真方向圖。從圖6中可以看出，天線在各個(gè)頻段上的圓極化增益都大于6dB，天線的圓極化在仰角15°以上的軸比小于6dB。軸比帶寬為35%以上。

6 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種寬頻帶的圓極化天線，結(jié)果表明該天線具有良好的增益特性和方向圖、軸比特性，基本實(shí)現(xiàn)了天線的設(shè)計(jì)要求。

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