低剖面高增益圓極化陣列天線設計.pdf

1、本文通過分析無線通信領域天線的發(fā)展現(xiàn)狀，認識到具備高增益、圓極化性能天線的研究已然成為一種趨勢，基于此，全文圍繞當前應用最為廣泛的兩種天線——螺旋天線和微帶天線展開，闡述了各自的基本理論，說明了其本身存在的優(yōu)缺點，提出了兩種應用于S波段的陣列天線：4單元螺旋天線陣和12單元微帶天線陣，這兩種陣列天線均具有剖面低、增益高、圓極化性能良好的特點。本文主要研究內容如下：
　　首先利用軸向模螺旋天線增益高、圓極化性能良好的特性，根據(jù)某單位

2、提出的設計要求，從單元天線設計、陣列天線及其饋電網絡的設計、陣列綜合設計幾個方面設計出了4單元螺旋天線陣列。在該陣列設計過程中，單元采用短螺旋天線，實現(xiàn)了低剖面，組陣結構上采用了1×4結構，解決了現(xiàn)有螺旋陣列尺寸大的問題，單元天線采用旋轉放置方式，分別饋以幅度相等，相位相差90?的激勵極好地優(yōu)化了陣列的圓極化特性。然后制作出了天線實物，經過測試表明，該陣列在下行1980~2010MHz，上行2170~2200MHz頻帶內，VSWR<1.

3、5，AR<2dB，軸向增益大于12dBi，總體尺寸為350mm×100mm×30mm，仿真和實物測試均滿足設計要求。
　　其次，本文還設計了一種12單元微帶天線陣列，該陣列的設計要求是工作頻帶為1980~2200MHz，在所需頻帶內VSWR<2，AR<3dB，軸向增益大于13dBi，設計尺寸不超過380mm×280mm×15mm。通過分析設計要求，單元天線采用微帶天線保證了天線的整體高度，設計中，采用雙耦合的方式，有效地展寬了天線

4、帶寬，具體為：一方面饋電采用L型探針電磁耦合饋電；另一方面，在方形貼片上方耦合一個圓形貼片，二者分別諧振于低、高頻點。這種方式使單元天線具有較寬的帶寬，解決了現(xiàn)有微帶天線帶寬窄的問題。制作出了天線實物，經過測試表明，天線高度為12mm，其他性能均符合設計要求。
　　本文所設計陣列天線均可依據(jù)實際需求應用于無線通信系統(tǒng)。而關于本文內容的研究可以從陣列的低副瓣特性、螺旋單元天線的其他工作模式、微帶天線結構以及饋電方式等方面進一步展開。