LS频段的圆极化双频单贴片天线设计-hjj.docx

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1、题目：L/S频段的圆极化双频单贴片天线设计1.所设计天线的应用背景通信设备的不断更新和扩容，需减小天线之间的相互干扰，这就要求天线朝着宽频带方向发展。为了充分利用越来越拥挤的微波频段，通常希望多个系统共用一副天线或者天线收发共用，这一现状促使了天线的双频甚至多频技术的出现。现在市场上普遍流行的多模手机就是很好的例证。圆极化天线具有可接收任意极化的来波、旋向正交性、圆极化波入射到对称目标时旋向逆转等极化特性，在面对云雨干扰、剧烈震动、影响重叠等外来因素干扰时表现优异，能满足在通信、雷达、电子对抗、电视广播等方面的更严格、更精密的探测或是传输要求，而小型化是集成电路

2、的发展趋势。近年来，宽带多频的圆极化微带天线发展迅速，广泛应用于军事和民用通信的多个领域。本设计旨在介绍一种单贴片的双频圆极化天线的实现，该方法适用于设计工作于L/S频段的双频天线，具体应用领域包括卫星导航（GPS/BeiDou）、WLAN、RFID等。2.设计天线的关键或主要指标等的介绍该天线采用单贴片的微扰法来实现双频，即通过单一贴片激励两个主要的横磁波模式实现双频，这里主要是TM10和TM30模；采用简单的单同轴馈电实现圆极化，尺寸小结构紧凑。天线的设计指标：中心频率：1.54GHz，2.98GHz反射系数：<-15dB增益：1dBi交叉极化：<-15dB

3、3.该类天线发展情况微带天线具有剖面薄、体积小、重量轻、平面结构、可共形、易集成、功能多样化、成本低、易于批量生产等一系列颇具特色的优点。近年来国内外研究者在圆极化天线能与设备大小协调、多频工作等方面取得了一系列成果。实现微带天线小型化的尝试繁多，具体有贴片表面狭缝加载,即通过在天线贴片中加载十字形狭缝、弯折的狭缝或Y形狭缝;贴片边缘加载狭长切口；方形和三角形贴片切角、圆形贴片边缘切割；贴片外加调谐枝节以及利用分形技术在贴片或者地板上加载特定尺寸的EBG结构等。多频天线通常采用单贴片的多模谐振和贴片层叠的方法来实现。本设计通过单贴片的缝隙加载来实现了双频小型化的

4、目的，但简单的结构和馈电网络也带来了阻抗带宽和3dB轴比带宽较窄的缺陷，仿真过程中后期的优化处理要求较高。4.天线结构介绍，包括图，VISIO画的平面三维图等图4.1天线结构示意图天线结构如上图所示，天线的工作频率为1.54GHz（）和2.98GHz。该天线由一层辐射贴片、一层介质基板、地板、一个同轴馈电探针构成。其中贴片四边切出四个T型缝隙，左右下三条边上的缝隙尺寸完全一致，上边的T型缝隙除了竖线部分宽度为，其它尺寸也和前三者一样；馈电位置如图所示。地板尺寸，介质基板选用介电常数，损耗正切的FR4介质，厚度。馈电点位置，其它的建模参数，，，，，，，单位都为mm

5、。同轴线内芯半径，外层半径。这里采用加载缝隙的方形单层贴片来实现小尺寸的双频圆极化天线，贴片的边长仅为40mm，这里贴片激励的主要模式为TM10和TM30模，T型缝隙增大了TM10模的贴片表面电流路径，中间的一字型缝隙除了增大TM30模的表面电流路径外，同时使其三叶草形的辐射方向图变为心形图，两个工作模式表面电流路径的增加有效地减小了贴片尺寸。圆极化的实现主要和馈电点位置的选取有关。5.仿真分析的过程及结果，包括一步一步由HFSS（13）仿真的过程，达到有点基本知识的人都可以按照该步骤达到仿真的结果1.新建设计工程（1）运行HFSS并新建工程双击桌面上的HFSS

6、快捷方式图标，启动HFSS软件。HFSS运行后，它会自动新建一个工程文件，选择【file】→【saveas】命令，把工程文件另存为T-shaped.hfss文件。点击图标，在工程里添加一个设计。（2）设置求解类型设置当前设计为模式驱动求解类型。从主菜单栏中选择【HFSS】→【solutiontype】命令，打开如图5.1所示的solutiontype对话框，选中drivenmodel单选按钮，然后单击按钮，完成设置。图5.1设置求解类型（3）设置模型长度单位设置当前设计在创建模型时所使用的默认长度单位为mm。从主菜单栏中选择【modeler】→【units】命令

7、，打开如图5.2所示的setmodelunits对话框。从该对话框中将selectunits选项设为mm。然后单击按钮，完成设置。图5.2设置长度单位2.添加和定义设置变量从主菜单栏中选择【HFSS】→【DesignProperties】命令，打开设计属性对话框。在该对话框中单击按钮，打开AddProperty对话框。在Name文本框中输入第一个变量名称h，在Value文本框中输入该变量的初始值1.6mm，然后单击按钮，即可添加变量w到设计属性对话框中。变量定义和添加的过程如图5.3所示。变量名变量值图5.3定义变量使用相同的操作方法，完成其他变量的定义。定义完

8、成后，确认设计属性对话框