双馈点圆极化贴片天线的设计与仿真

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UHF双馈点微带陶瓷天线仿真及设计

１引言射频识别ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技
术是物联网关键技术之一。通过电磁波信号识别特定目标上的电子标签并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的一种无线通信技术。随着射频识别技术的快速发展，阅读器的体积被做得越来越小，而影响体积的重要因素之一是其中的天线体积。一般微带天线是由表面贴片、介质基板、接地板所构成。通过微带线或者同轴探针馈电。尽管微带天线概念可以追溯到１９５３年，然而直到１９７０年才被开始广泛关注。由于其具有低剖面、易于安装在平面或者非平面表面、结构简单、生产成本低廉、机械强度大等优点被广泛运用在ＲＦＩＤ系统中。本文根据微带天线的分析方法，采用ＨＦＳＳ仿真软件对设计并加工以９２１ＭＨＺ为中心频点的陶瓷天线，由于陶瓷天线实现圆极化的方法很多，例如单馈点通过切角、缝隙法：多馈点法。本文采用双馈点实现圆极化。并可以在ＲＦＩＤ阅读器中很好的工作。２微带天线参数分析
ＨＦＳＳ是美国Ａｎｓｏｆｔ公司开发的一款采用熟悉的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作界面，高性能全波电磁场对任意３Ｄ无源模型进行精确仿

GPS双频圆极化微带天线的设计

第28卷第2期2011年6月广东工业大学学报Journal of Guangdong University of Technology Vol．28No．2June 2011收稿日期：2010-11-16基金项目：2009广东省重大科技专项基金资助项目（2009A080207006）作者简介：汪雪刚（1986-），男，硕士研究生，主要研究方向为天线与微波技术．GPS 双频圆极化微带天线的设计汪雪刚，李瑞，吴多龙，李庚禄（广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州510006）摘要：设计了一种新型测量型GPS 微带天线．这种天线采用双层贴片结构的形式，上下两层贴片均采用了均匀分布的四馈点馈电方案，在要求的带宽内满足双频（L 1/L 2）圆极化特性的同时实现了小型化．采用对天线贴片切角和添加短截线的综合方法，有效地提高了天线的辐射效率．利用HFSS 软件对天线模拟仿真与优化，并进行实物加工．模拟结果表明，在所设计的带宽内天线的各项特性均符合设计要求，且测试结果与仿真结果吻合良好，满足实际测量需求．关键词：微带天线；双频；圆极化；四馈点中图分类号：TN82文献标志码：A文章编号：1007-7162（2011）02-0043-04目前GPS 技术已在导弹制导、飞机导航、空投定位、大地测量、资源勘测、水坝变形监测、车船调度管理、大气物理观测、高精度时间频率对比等诸多领域取得了长足进展和广泛的应用．天线作为GPS 接收机的主要组成部分也成为人们研究的热点［1-2］．近年来，微带天线由于其低成本、低轮廓、小体积、易于集成和共形、能方便地实现线极化和圆极化等优点在全球定位系统（GPS ）中得到了广泛的应用［3-4］．大部分的GPS 天线仅工作在单一频率，常用的GPS 微带天线基板都采用高介电常数的陶瓷材料，这样的天线低仰角性能好．但是为了满足高精度测量上的应用，GPS 天线必须在L 1/L 2两个频段均实现圆极化．一般的单层GPS 微带天线有频带窄、增益低等缺点，不过在许多研究中，也在努力克服和弥补这些缺点．目前天线实现圆极化的方式主要有两种：一是通过设置两馈点［5］或者多馈点［6］馈电方式来实现；二是通过改变贴片的形状，实现不同的谐振模式来达到圆极化．单馈点微带天线具有不易实现圆极化、阻抗带宽及轴比带宽较窄［7-13］的特点，而用多馈点的方法，可以实现令人满意的带宽效果［2，14-15］．本文综合了上述方法，设计了一种应用于GPS系统的双频圆极化微带天线．上下两层天线的贴片采用综合切角与附加短截线的新方法，并且均采用对称且均匀分布的四馈点馈电新方案．设计的馈电网络提供了幅度相等、相位依次相差90ʎ的四路信号，并通过4个探针给天线贴片馈电．这种技术在满足双频段特性的同时实现了右旋圆极化辐射．同时通过在贴片的中心线附加短路针的方法使天线的两个谐振频率都获得良好的匹配，展宽了微带天线的阻抗带宽．这种层叠结构在满足良好轴比的情况下，同时使匹配更加简单，天线更加紧凑，实现了小型化．1天线设计与分析1．1辐射贴片的设计根据微带天线理论，本文采用易于分析且在实际中便于加工与调试的正方形贴片作为辐射单元，当介质的相对介电常数εr 及介质基片的厚度h i （i =1，2）已知时，天线的宽度W 影响着微带天线的方向性函数、辐射电阻及输入阻抗，从而也就影响着频带宽度和辐射效率．另外，W 的尺寸直接支配着微带天线的总尺寸．在安装尺寸允许的条件下W 选取适当的大小对频带、效率及阻抗匹配都是有利的．根据腔模法的工程公式W =c 2f r εr +1()2－1/2，其中c 为光速，f r 是谐振频率，对天线的尺寸进行初步的计算．再通过基于有限元积分软件HFSS 仿真和优化，同时考虑到天线加工制造过程中的尺寸误差、介质基片的介电常数不均匀等因素会导致天线的谐振频率偏移和馈点输入阻抗的改变，从而影响天线的效率和轴比性能．采用改变短截线长度的方法来微调谐振频率和馈点输入阻抗，得到最终的天线尺寸．带帽容性探针1、2、3、4是L 1频段的天线馈点，提供4个等幅、正交、相位依次顺时针相差90ʎ的信号，其相位分别为0ʎ、90ʎ、180ʎ、270ʎ，以确保天线接收圆极化波和相位中心的稳定．5、6、7、8是L2频段的贴片馈点原理与L1相同．如图1所示，上下两个贴片的宽度U1=65mm，U2=80mm；短截线的尺寸t1=4.5mm，w1=4mm，t2=2mm，w2=7mm；上下两层介质尺寸S1=75mm，S2=90mm，h1=h2=4mm；馈电探针到中心的距离a=18mm，b=24mm；两切角线长度P1=27mm，P2=27.6mm，选用的材料相对介电常数ε1=ε2=2.65，加工后的实物如图2所示．图1天线结构图图2天线实物图1．2馈电网络的设计微波有源放大电路直接影响接收信号的信噪比，要求其噪声系数小、增益高和动态范围大．由于切角方形微带天线和带帽容性探针的特性阻抗均是50Ω，为了实现放大器最佳噪声系数和高增益，必须设计输入和输出匹配网络．GPS工作频率为L波段，应采用微波混合集成电路技术．根据接收机增益和噪声性能的要求，可以采用两级放大电路的形式．要使多路信号耦合成一路信号，其移相网络的设计很关键．馈电网络主要由3dB耦合器和微带线构成．探针1、2、3、4的信号幅度相等，但探针1相位超前探针2相位90ʎ，探针4相位超前探针1相位90ʎ．由于微带线2与微带线1长度相差1/4个波长，也会产生90ʎ相位差，则4个探针通过耦合器的合成形成了右旋圆极化信号．最后通过SMB端口输入到GPS接收机，L2频段与L1频段原理相同．如图3所示．差，导致激励给天线信号的幅度和相位存在误差，从而影响了天线的辐射特性．综上，天线的实测结果与仿真结果吻合良好，且性能均能满足实际工程中的要求，有望在卫星通信领域得到广泛的应用．Conference，2008：1-4．［11］Beddeleem G，Ribero J M，Staraj R，et al．Dual-band microstrip antenna with multiple circular polarization com-binations［J］．Antennas and Propagation Society Interna-tional Symposium，2008：1-4．［12］Zhou L，Liu S，Wei Y，et al．Dual-band circularly-polar-ized antenna based on complementary two turns spiral re-sonator［J］．Electronics Letters，2010，46（14）：970-971．［13］Wang Yu-feng，Feng Jian-jie，Cui Jing-bo，et al．A dual-band circularly polarized stacked microstrip antenna withsingle-fed for GPS applications［J］．Antennas Propagationand EM Theory，2008：108-110．［14］Basilio L I，Chen R L，Williams J T，et al．A New planar dual-band GPS antenna designed for reduced susceptibilityto low-angle multipath［J］．Antennas and Propagation，IEEE Transactions on，2007，55（8）：2358-2366．［15］Lin Chen，Zhang Fu-shun，Jiao Yong-chang，et al．A three-fed microstrip antenna for wideband circular polari-zation［J］．Antennas and Propagation，IEEE Transactionson，2010（9）：359-362．The Design of Dual-band Circularly Polarized Patch Antennas for GPSWang Xue-gang，Li Rui，Wu Duo-long，Li Geng-lu（Faculty of Physics and Optoelectronic Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou510006，China）Abstract：It presents the design of a dual-band right-hand circularly polarized microstrip antenna for GPS．The an-tenna has two stacked patches，each patch fed by four orthotropic ports on the patch plane．The four-feed network is designed to achieve dual-band right-hand circular polarization，the antenna being small．The integrated approach of cutting the antenna patch corners and adding stubs effectively improves the efficiency of the antenna radiation．HF-SS was used to modulate and simulate the antenna，and a physical model was tested．The experimental results show that the simulation results and the testing results are in agreement，and that the antenna meets the application re-quirements．Key words：Microstrip antenna；Dual-band；Circularly polarized；櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆Multi-feed（上接第39页）［43］Janardhanan S，Bandyopadhyay B．Output feedback dis-crete-time sliding mode control for time delay systems［J］．IEEE Proc-control theory appl，2006，153（4）：367-373．［44］Han Ho Choi．Output feedback variable structure control design with an H2performance bound constraint［J］．Au-tomatica，2008（44）：2403-2408．［45］Han Ho Choi．Robust Stabilization of Uncertain Fuzzy-Time-Delay Systems Using Sliding-Mode-Control Ap-proach［J］．IEEE Transactions on Fuzzy Systems，2010，18（5）：979-984．Evolution of the Theory of Discrete-time Sliding Mode Control with Time-delayLi Zhong-juan，Zhang Xin-zheng（Faculty of Automation，Guangdong University of Technology，Guangzhou510006，China）Abstract：The concept and evolution of the discrete-time sliding mode control theory is introduced．Three main de-sign methods are summarized of DSVC．The current research on discrete-time sliding mode control with time-delay is presented and analyzed．Finally，directions in which further research will go are discussed．Key words：discrete time system；sliding mode control；time-delay；discrete reaching law64广东工业大学学报第28卷。

MIMO微带贴片天线双频圆极化系统容量论文

MIMO系统终端天线研究与设计【摘要】近年来,随着通信技术的飞速发展,无线通信日益走向宽频带高速率多媒体的应用,频谱资源严重不足的问题日益严重,在这种情况下,MIMO多天线技术应运而生,成为当前的研究热点之一,MIMO系统终端天线的设计问题,正是该技术的关键问题。

其中的微带天线以其体积小、重量轻、低剖面等各种优点得到了广泛的应用。

在微带天线的研究与设计中,其自身的缺点也限制了它的实际应用,例如低增益、带宽窄等问题。

这就致使其方向主要集中在宽频带、多频段及多极化技术等方面。

本论文基于高频仿真软件HFSS对微带天线进行仿真优化,设计了宽频、双频以及圆极化微带天线。

同时用MATLAB将圆极化天线对于MIMO系统容量的改进进行了仿真。

具体包括以下几个方面：(1)综合使用共面波导馈电和曲流法,设计了N形贴片天线。

该天线在谐振频率不变的情况下,带宽得到有效提高；采用缝隙加载方法,设计了“弓”形贴片天线,实现了双频段性能。

同时制作了这两种天线的实物,并在实验室环境下用网络分析仪进行测量,将HFSS软件仿真结果与实际测量结果进行比较。

(2)采用切角法和正交馈电法,分别设计了E形切角和“日”形微带天线,这两种天线能够在实现圆极化工作的情况下... 更多还原【Abstract】 In recent years, with the rapid development ofcommunication technology, wireless communication increasingly trend to broadband high-speed multimedia applications, and theproblem of spectrum resources shortage is growing seriously. In this case, MIMO multi-antenna technology emerged as one of the current research focus. Antenna designing at the terminal of MIMO system is the key issue of this technology. The microstrip antennas with its small-size, light-weight,low-profile, and other benefits ... 更多还原【关键词】MIMO；微带贴片天线；双频；圆极化；系统容量；【Key words】MIMO；microstrip patch antenna；broadband；dual-band；circular polarization；system capacity；【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录摘要3-5ABSTRACT 5-6第一章绪论11-151.1 选题背景及意义11-121.2 MIMO系统简介121.3 MIMO天线的研究现状和进展12-131.4 论文结构及内容安排13-15第二章微带天线基本理论及分析方法15-292.1 微带天线的基本理论15-182.1.1 微带天线的定义15-162.1.2 微带天线的辐射机理16-172.1.3 微带天线的优缺点172.1.4 微带天线的研究现状与发展趋势17-182.2 微带天线的馈电方法18-202.2.1 微带线或共面波导馈电18-192.2.2 同轴线馈电19-202.2.3 电磁耦合型馈电202.3 微带天线的分析方法20-272.3.1 传输线方法20-222.3.2 腔膜理论22-252.3.3 全波分析法25-272.4 微带天线的基本参数272.5 本章小结27-29第三章微带天线的设计与制作29-413.1 微带天线宽频带分析29-303.2 微带天线的小型化技术30-313.2.1 增加介电常数法303.2.2 加载法303.2.3 曲流法30-313.3 微带天线的多频技术31-323.4 微带天线的设计步骤32-333.4.1 天线介质基板的选择323.4.2 天线尺寸的确定32-333.5 微带天线的设计与制作33-403.5.1 宽频微带天线的设计与制作33-373.5.2 双频微带天线的设计与制作37-403.6 本章小结40-41第四章圆极化微带天线的设计与制作41-574.1 圆极化微带天线的概述41-424.1.1 微带天线的极化414.1.2 圆极化微带天线的实用意义414.1.3 圆极化微带天线的发展趋势41-424.2 圆极化微带天线的实现原理42-484.2.1 单点馈电圆极化微带天线43-464.2.2 圆极化曲线微带天线46-474.2.3 圆极化微带天线阵47-484.3 双频圆极化微带天线的设计与制作48-554.3.1 切角法应用设计与制作48-524.3.2 正交馈电法应用设计与制作52-554.4 本章小结55-57第五章圆极化微带天线对MIMO系统信道容量的改进57-675.1 MIMO信道模型及主要特性57-615.1.1 非频率选择性信道模型57-585.1.2 频率选择性信道模型58-595.1.3 相关信道模型595.1.4 MIMO信道的主要特性59-615.2 MIMO信道容量61-645.2.1 平均功率分配的MIMO信道容量61-635.2.2 天线相关性对信道容量的影响63-645.3 圆极化天线对信道容量的改进64-665.3.1 圆极化天线的接收功率谱函数64-655.3.2 对信道容量的改进结果分析65-665.4 本章小结66-67第六章结语67-69参考文献。

用馈电校正优化设计双馈点圆极化微带天线

率为１Ｇｚ电压驻波比小于２的带宽为３．５，０Ｈ，３８％圆极化轴比小于３Ｂ的带宽为２．％。与ｄ２４
校正前的结果相比，比带宽从１．％提高到２．％。轴６２２４
关键词：带天线；微圆极化；双馈点；优化设计
中图分类号：Ｎ９１７Ｔ１．文章编号：０５— ８０２ｏ）１— １４— ４１ｏ９３（０７００１０
Ｆｂ０７ｅ．２０
用馈电校正优化设计双馈点圆极化微带天线
王吴，勇，鲁方大纲
（南京理工大学毫米波技术研究室，江苏南京２０９）１０４
摘
要：文提出用馈电校正的方法来改善圆极化天线的轴比性能。通过增加附加并联枝节改该
变双馈电点处信号幅度和相位的相对分布，消高次模辐射和馈电网络寄生辐射的影响，高抵将
次模辐射和寄生辐射都考虑在内，来实现馈电校正。在ｘ波段采用全波一体化优化方法设计
出双馈点宽带圆极化微带天线。该文给出了仿真结果及实测数据。获得的实测结果为：中心频
ＷＡＮＧｏ，ＬＵｎＨａＹｏｇ，ＦＡＮＧ — ａｇＤａｇｎ
（ｌｍｔｖｅｈｉｕａｏａｒ，ＵＴ，Ｎｎｉｇ２０９，ｈｎ）ＭｉｉｅｒｌｅＷａｅＴｃｎｑｅＬｂｒｔｙＮＳｏａｊ１０４Ｃｉｎａ
Ａｂｔａｔｈｓｐｐｒｐｅｅｔｅｄｎｏｒｃｉｎｍｅｈｄｔｍｐｏｅｔｅｐｒｒｎｅｏｅｃｒｕｓｒｃ；Ｔｉａｅｒｓｎｓａｆｅｉｇｃｒｅｔｔｏｏｉｒｖｈｅｏｍａｃｆｔｉ — ｏｆｈｃｌｒａｔｎａｈｓｍｅｈｄｉｒａｉｄｂｄｉｇｓｍｐｅｔｎｎｔｂｏｃａｇｈｅａｉｅｄｓｒｕａｎｅｎ．Ｔｉｔｏｓｅｌｅｙａｄｎｉｌｕｉｇｓｕｓｔｈｎｅｔｅｒｌｔｉｉ — ｚｖｔｂｔｎｆｍａｎｔｄｓａｄｐａｅｔｔｅｄｎｏｎｓａｄｔｏｅｓｔｈｆｃｓｏａｉｔｎｆｍｉｓｏｇｉｅｎｈｓｓａｗｏｆｅｉｇｐｉｔｎｏｃｍｐｎａｅｔｅｅｆｔｆｄａｉｒｏｕｅｒｏｏｈｇｅ — ｒｅｄｓａｄｆｅｉｇｎｔｏｋＴｅｆｌｗａｅｉｔｇａｅｔｏｓｕｅｎｔｅｏｔｚ — ｉｈｒｏｄｒｍｏｅｎｅｄｎｅｗｒ．ｈｕｌｖｎｅｒｔｄｍｅｈｄｉｓｄｉｈｐｉａｍｉｔｎｉ．Ａｉｅａｄｃｒｕａｙｐｌｒｅａｃｎｅｎｓｄｓｇｅｏｗｄｂｎｉｌｒｏａｚｄｐｔｈａｔｎａｉｅｉｎｄ，ｍａｕａｔｒｄａｄｔｓｄｉｈｃｌｉｎｆｃｕｅｎｅｔｎｔｅＸｅｂｎ．Ｔｅｅｐｒｎａｅｕｔｓｏｈｔｈｒｑｅｃａｄｄｈｉ２．％ｆｒａ３ｄｘａｒｔａｄｈｘｅｍｅｔｌｒｓｌｈｗｔａｅｆｕｎｙｂｎｗｉｔｓ２４ｉｓｔｅｏ一Ｂａｉｌａｉｏｃｔｒｏｎｓ３．５ｆｒａＶＳＲ＜２ｃｉｒｏｔｔｅｃｎｒｌｒｑｅｃ０ＧＨｚｉｉｒｅｎａｄｉ３８％ｏＷｒｅｉｎａｈｅｔｅｕｎｙ１ｔａｆ．Ｃｏａｅｉｍｐｒｄｗｔｈｔｅｒｓｌｅｏｅｃｒｃｉｎ．ｔｅｂｎｗｉｔｆｔｅａｉｌａｉｎｒａｅｒｍ１．％ｔ２４％．ｈｅｕｔｂｆｒｏｅｔｓｏｈａｄｄｈｏｘａｔｉｃｅｓｓｆ２ｈｒｏｏ６ｏ２．Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｉｍｓｉｎｅｎ；ｃｒｕａｏａｉｔｎ；ｄａｅｃｔｐａｔｎａｉｌｒｐｌｒａｉｒｃｚｏｕｌｅｄ；ｏｔｚｔｎｄｓｇｆｐｉａｉｅｉｎｍｉｏ

一种高增益双圆极化天线设计

2020年第8期116信息技术与信息化电子与通信技术一种高增益双圆极化天线设计孟军衔* 陈明汪伟MENG Jun-xian CHEN Ming WANG Wei摘　要本文设计了一种新型宽带高增益双圆极化天线，该天线单元由圆形金属罩杯和多个金属圆形贴片层叠组成。

通过改变圆形金属罩杯和层叠贴片直径的大小来改变天线单元的增益及天线带宽。

圆极化天线的馈电网络采用金属板线形式的90°电桥和180°环形电桥组成。

圆极化馈电网络有2个输入口和4个输出口。

通过激励电桥两个输入端口实现天线左右旋圆极化。

仿真结果表明该天线具有增益高、带宽宽、轴比性能好等优点。

关键词圆极化；宽带；高增益；轴比doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2020.08.037* 中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥 230088[基金项目]本文系国家自然科学基金项目：高效率多波段抗干扰天线技术研究（No.61671416）的研究成果0 引言随着通信等领域技术的快速发展，系统对天线性能的要求越来越高。

线极化天线虽然设计简单方便，但线极化天线很难满足日益增长的应用需求。

圆极化天线使用起来具有多个优点，例如圆极化天线通信可以消除电离层法拉第旋转效应引起的极化畸变影响，可以抵抗雨雾的干扰。

正是由于这些特点，近年来圆极化天线被广泛应用到无线通信、雷达等领域。

圆极化天线的实现方式有多种形式，按天线形式分，圆极化天线的可以有以下几种：微带天线，十字4交叉阵子，螺旋天线，喇叭天线，反射面天线，波导缝隙天线等。

按天线增益大小圆极化天线分为两种形式：一种是低增益类单元天线；如微带贴片天线、波导裂缝形式天线等。

另一种是中等增益类单元天线，如喇叭天线、螺旋天线、引向天线、金属罩杯天线等。

本文设计了一种高增益双圆极化天线，该天线由多层金属贴片和圆形罩杯组成。

其中可以通过调节金属罩杯的大小来改变天线单元的增益，通过不同金属贴片尺寸之间的组合实现天线单元的宽带工作特性。

毫米波双频圆极化天线的研究

摘要全球互联网及移动通信的迅速发展，使得移动数据业务对于网络带宽的需求呈几何倍数增长，第五代无线通信技术（5G）也因此应运而生。

5G系统拥有高达10Gbps的传输速率以及低于1ms的传输延迟等优点。

5G系统中的毫米波频段被划分为多个不相连的频段。

圆极化波所具有的抗多径效应影响的特点，使得适用于5G系统的毫米波双频圆极化天线成为一个研究热点。

本文通过对天线的电磁辐射原理及性能参数等基本理论进行研究，回顾经典的传输线模型和谐振腔模型，设计出了两款满足5G工作频率的毫米波双频圆极化天线：1. 本文设计了一款基于阿基米德螺线辐射单元的毫米波双频圆极化微带天线。

通过在底部地板蚀刻出环形缝隙对顶部辐射单元进行调谐产生高频段的辐射，将环形缝隙的内侧圆形贴片和外侧边缘通过嵌入式的矩形贴片进行连接以进行阻抗匹配，最终实现了毫米波频段的双频圆极化辐射。

仿真结果表明，该天线的工作带宽分别为1.05GHz（28.63-29.68GHz）和2.35GHz（35.7-38.05GHz）。

其在29GHz 和38GHz频点的增益分别为6.9dBi和6.6dBi，且辐射效率为90%。

2. 由于上述天线的正面和背面具有不对称结构使辐射方向图偏差角度较大，进而设计了一款毫米波三频双圆极化基片集成波导（SIW）天线。

该天线在TM210模式的SIW谐振腔中蚀刻圆形槽得到了高频辐射器，再将圆形贴片引入SIW圆形槽中得到了低频辐射器。

之后在高低频辐射器中分别挖一对缺口激励出正交简并模实现了圆极化。

最后通过调整SIW传输线与圆形贴片之间的耦合度，得到了中频段的线极化辐射。

该天线首次在28GHz、33GHz和38GHz分别实现了高低频圆极化、中频线极化的电磁波辐射。

测试结果表明，该天线三个频点的增益分别为6.95dBi、7.90dBi和8.91dBi，效率高于91.8%。

所提出的天线具有单端口馈电、单层介质和低剖面等特点，这使其成为5G无线通信系统和网络的潜在候选天线。

一种双层圆极化微带天线

一种双层圆极化微带天线仿真与设计F.1.1 1设计指标：工作频段：L1：1.575GHz±6MHz L2：1.227GHz±6MHz输入阻抗：50Ω驻波比：≤2极化方式：右旋圆极化轴比：≤3dB一. 开始：一）开启Ansoft HFSS 131. 进入Ansoft HFSS 13，点击Microsoft中的开始菜单，选择程序，然后选择Ansoft HFSS 13程序组。

点击HFSS 13。

二）设置工具选项注意: 在这个例子中，根据以下的步骤大纲来核实其中工具选项的设置：1. 选择菜单Tools > Options > HFSS Options2.HFSS Options窗口:1）选择点击Generala.确认该项“Use Wizards for data entry when creating new boundaries”前打勾；b.确认该项“Duplicate boundaries with geometry”前打勾；2）点击OK按钮。

3. 选择菜单Tools > Options > 3D Modeler Options.4. 在3D Modeler Options窗口中:1）选择点击Operationa.确认该项“Automatically cover closed polylines”前打勾；2）选择点击Drawingb.确认该项“Edit property of new primitives”前打勾；3）点击OK按钮。

三）建立一个新的项目1. 在Ansoft HFSS窗口中，在工具条中点击，或者在菜单条中选择File>New2. 从Project中，选择Insert HFSS DesignF.1.1 2四）设置求解类型1. 选择菜单HFSS>Solution Type2. 在Solution Type的窗口中，选择Driven Modal3. 点击OK按钮F.1.1 3二. 建立3D模型一）设置模型单位1. 选择3D Modeler>units2.设置模型单位，选择单位：mm3.点击OK按钮F.1.1 4二）建模1.添加变量右击HFSSDesignl，选择Design Properties，按表格数据依次添加表1数据。

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。

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关键词圆极化；双馈点；贴片天线；调试方法Ｔ８１１Ｎ２．文献标识码Ａ文章编号１０７２（０８００２— ３０７— ８０２０）８— １０
中图分类号
ＤｅｉｎｎｄＳｍｕｌｔｏｆＣｉｃａｙＰｏａｉｅｔｈｔｎｓｗｉｈＤｕａｅｉｓｓｇａｉａｉｎｏｒｕｌｒｌｒｚｄＰａｃＡｎｅｎａｔｌＦｅｄｎｇ
维普资讯
电子科技２００８年第２１卷第８期
双馈点圆极化贴片天线的设计与仿真
王孝义，李勇，江晖
（安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，陕西西安西７０７）１０１
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维普资讯
双馈点圆极化贴片天线的设计与仿真
摘

要
文中介绍了圆极化天线的特点和分类。圆极化天线对于提高通信系统的抗多径能力具有明显的效
果。文中采用了双馈点、相位相差９。０的方法来实现圆极化，此方法设计相对简单。最后通过ＨＳＦＳ有限元仿真软件，对天线进行分析调试和仿真，给出了仿真结果及详细的理论推导过程和相关特性曲线。
代电子对抗中圆极化天线的使用也相当普遍。在
情况复杂的飞行器和移动仪器上安装圆极化天线，
能保证在任何状态下进行通信。
天线实现圆极化有两类：一是通过双馈点或
者多馈点设置不同的馈点相位来实现；二是通过在同一副天线上，实现不同的谐振模式来实现圆极化。文中采用了双馈点、相位相差９。０的方法来
元仿真软件，对天线进行仿真并给出了实测结果。
１圆极化贴片天线的分析方法与设计公式
如图１所示，天线是方形的贴片天线，其边长为Ｌ，介质高度为日，相对介电常数为，。在Ａ和Ｂ两点进行同幅反相馈电Ｊ，实现天线的圆极化。
Ｃｒｅｉｅｕｖｓｇｖｎ．
Ｋｅｗｏｄｓｃｒｕａｙｐｌｒｚｄ；ｄａｅｄｎｓａｃｔｎａ；ｍｏｕａｉｇｍｅｈｄｙｒｉｌｒｏａｉｅｃｕｆｅｉｇ；ｐｔｈａｅｎｓｌｎｄｌｔｎｔｏ
随着卫星通信、遥感、测控技术的发展，雷
图１天线结构
地板
实现圆极化。这种方法设计相对简单，存在的ｊ
收稿日期：２０ —０２０７１— ３
其电场辐射的表达形式如下
Ｅ：
，
作者简介：王孝义（９３一）１８，男，硕士研究生。研究方向
天线近场测量系统。
８，ｓｎ０ｏＤ一ｉｃｓ‘
缺点就是要加入移相网络。最后通过ＨＳＦＳ的有限
达应用范围的扩大以及对高速目标在各种极化方式和气候条件下跟踪测量的需要，单一极化的天线已经不能满足要求，圆极化天线的应用越来越广泛 ¨２。圆极化天线可以接受任意的线极化波，Ｉｊ圆极化波可以干扰任何的线极化波。所以，在现