宽带高增益圆极化微带-喇叭组合天线

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1、第14卷第6期太赫兹科学与电子信息学报Vo1．14，No．62016年12月JournalofTerahertzScienceandElectronicInformationTechnologyDec．，2016文章编号：2095-4980(2016)06-0917-04宽带高增益圆极化微带-喇叭组合天线12113叶喜红，何芒，王亚丽，郝芸，王冠(1.天津理工大学中环信息学院，天津300380；2.北京理工大学信息与电子学院，北京100081；3.61336部队，北京100094)摘要：研究了一种具有良好工作性能的微带-喇叭组合右旋圆极化天

2、线，首先设计了一种双层宽带圆极化微带天线结构，同时满足电压驻波比(VSWR)≤2，轴比(AR)≤4dB的频带宽度(Bw)≥24%，主极化增益大于9dBi；通过引入角锥喇叭结构，在工作频带内将天线增益提高到12dBi以上，同时不影响原天线的其他性能。为更好了解微带-喇叭组合右旋圆极化天线的性能，并快速而准确地设计该天线结构，对天线主要几何参数进行了适当分析和研究。关键词：宽带天线；高增益天线；微带天线；组合天线中图分类号：TN828.6文献标志码：Adoi：10.11805/TKYDA201606.0917Broadbandhighgainc

3、ircularlypolarizedmicrostrip-horncombinedantenna12113YEXihong，HEMang，WANGYali，HAOYun，WANGGuan(1.SchoolofZhonghuanInformation，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300380，China；2.SchoolofInformationandElectronics,BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China；3.PLA61336，Be

4、ijing100094，China)Abstract：Abroadbandhigh-gainRight-Hand-Circularly-Polarized(RHCP)microstrip-horncombinedantennaisproposed.Firstly,abroadbandcircularly-polarizedmicrostripantennawithdouble-layerisdesigned,whichhasapropertythattheoverlappedbandwidthofVoltageStandingWaveRat

5、io(VSWR)≤2andAxialRatio(AR)≤4dBismorethan24%,andtheRHCPgainisabout9dBi.Then,thegainisenhancedsignificantlybyaddingthepyramidalhornstructure,whiletheothercharacteristicsofthemicrostripantennaareslightlychanged.Theparametricstudiesarecarriedouttoinvestigatetheeffectsofprimar

6、ygeometricsizesontheantenna’sperformance.Keywords：broadbandantenna；highgainantenna；microstripantenna；combinedantenna微带天线具有体积小、重量轻、结构简单、易加工等优点，但普通的微带天线结构也同时存在着带宽窄、增[1-8]益低的缺陷。圆极化电磁波可有效减小雨、雾等自然气候的影响，抑制多径效应，能更好地保证无线通信链[1-2]路的畅通。单馈圆极化天线相对多馈天线，具有更简单的结构，无须额外的馈电网络，得到天线设计者的青[3-8]睐

7、。利用双层贴片或阵列天线结构可有效展宽天线工作频带，提高增益。由于馈电网络很大程度上增加了无线通信系统的复杂度，使天线的辐射效率降低，在可以不使用阵列天线结构就能满足应用需求时，通常会选择非阵列天线结构。随着现代无线通信系统对天线工作性能的要求越来越高，单一的天线结构有时难以适应实际的应用需求，此时可通过将不同类型的天线结构进行合理的组合，使它们协同工作，完成无线通信任务。本文研究了一种双层圆极化微带-角锥喇叭组合天线结构，该天线具有宽带、高增益的工作特性，在不小于20%的有效工作频带内，主极化增益大于12dBi。1天线结构图1为微带-喇叭

8、圆极化组合天线结构。天线上、下层介质板介电常数εr=2.2，厚度分别为h1和h3，两介质层之间是厚度为h2的硬泡沫，上层介质和泡沫横向尺寸为32.4mm×32.4mm，下层介质横