双极化混合馈电微带贴片天线.doc

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1、双极化混合馈电微带贴片天线安婷婷1文梅1(大学物理电子工程学院，030006)1摘要：提出了一种新型的双极化混合馈电微带贴片天线，天线采用探针馈电与孔径耦合馈电相结合的混合馈电方式，结合“T”型馈线提高了端口隔离度，“Hourglass”形的槽改善了输入端口的阻抗特性。用商业软件Designer(SV)对天线的电特性进行仿真优化，天线的谐振频率为2.40GHz，端口1和2的反射损耗分别为-26.97dB和-25.45dB，端口隔离度为-22.28dB。关键词：双极化，混合馈电，微带贴片天线ADual-polarizedMicrostripPatchA

2、ntennaFedbyHybridStructureAntingting1Zhangwenmei1(CollegeofPhysicsandElectronicsEngineering,ShanxiUniversityofChina,Taiyuan030006)1Abstract:Anewdual-polarizedmicrostrippatchantennafedbyhybridstructureispresented.Inordertoimproveisolationbetweentwoports,hybridfeed(probefeedandap

3、erturecoupledfeed)and“T”shapedmicrostriplineareused.The“Hourglass”shapedslotcanimprovetheinputimpedance.TheparametersoftheantennaarecalculatedbyAnsoftDesigner(SV)simulation.Thecenterfrequencyoftheantennais2.40GHz,thereturnlossforport1is-26.97dB,and-25.45dBforport2,andtheisolati

4、onbetweentwoportsis-22.28dB.Keywords:Dual-polarized;Hybridfeed;Microstrippatchantenna1引言近年来，随着无线通信系统用户的迅猛增长，通信信息容量需求的不断增大，能有效解决多径衰落问题的分集天线得到了广泛应用。而分集技术中的双极化技术是无线通信领域十分重要的技术，它可用来实现极化分集和极化复用，其中极化分集是解决无线信道多径衰落的有效方法，而极化复用则可以更加有效地利用有限的频谱资源。双极化天线能够互不干扰地发送或接收两种极化波，从而实现频谱复用。到目前为止，双极化微带

5、天线在国外都有很大发展。文献[1]-[3]提出了孔径耦合馈电的双极化天线，其中[1]采用在贴片中心开十字槽来实现双极化，[2]采取开两个偏移中心的互相垂直的耦合槽来实现双极化，而[3]采用直线槽和C形槽来实现双极化。文献[4]-[5]提出的双极化天线采用混合馈电的方式，[4]采用探针馈电与微带线馈电相结合的馈电方式，[5]采用电容耦合馈电与孔径耦合馈电相结合的馈电方式，极大提高了端口隔离度。基金项目：国家自然科学基金项目(60771052)；国家博士后基金特别资助(200801424)；山西省自然科学基金项目(2006011029)；太原市科技项目(

6、0703004)本文提出了一种新型的双极化混合馈电微带贴片天线，该天线采用探针馈电与孔径耦合馈电相结合的混合馈电方式，结合“T”型馈线提高了端口隔离度，“Hourglass”形的槽改善了输入端口的阻抗特性。天线的谐振频率为2.40GHz，端口1和2的反射损耗分别为-26.97dB和-25.45dB，3dB相对带宽分别为2.50%，端口隔离度为-22.28dB，天线最大增益为3.865dBi。该天线保持了孔径耦合贴片天线的优势，同时馈电同轴线垂直贴片，电缆占用空间小，是一种具有实用价值的双极化分集天线。2天线设计双极化混合馈电微带贴片天线的结构如图1所

7、示，其中(a)为天线俯视图，(b)为天线侧视图。(a)俯视图(b)侧视图图1天线结构图天线由两层介质板构成，矩形辐射贴片蚀刻在第一层介质板的顶部，接地板和馈线分别位于下层介质板的上、下两侧。一个“Hourglass”形的槽开在地板上，它可改善输入端口的阻抗特性。馈线采用“T”型50W微带开路线。两层介质板均采用相对介电常数εr=3.38，厚度h=0.762mm的Rogers材料。天线采用两种方式激励，即垂直极化端口(port1)采用探针馈电，水平极化端口(port2)采用孔径耦合馈电。混合馈电以及“T”型馈线都会提高端口隔离度。双极化混合馈电微带贴片

8、天线尺寸以及50W匹配馈电位置(x1,y1)的计算由公式(1)-(6)给出[6]。结合孔径耦合的特点，下文分