【摘 要】
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宽带双极化微带天线已经广泛应用于各类通讯设备当中。目前,展宽微带天线的带宽,提升端口间隔离度并降低其交叉极化电平是研究宽带双极化微带天线的重点所在,本文从这三个方面出发,对微带天线进行了研究,主要工作如下:1、设计了一款基于L型探针耦合馈电的单极化微带天线。该天线能够实现16.1%的阻抗带宽;工作频率为9.6GHz的时候,主辐射方向上交叉极化电平为-34d B,而其他方向的交叉极化电平低于-20d
【机 构】
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中国电子科技集团公司电子科学研究院
【出 处】
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中国电子科技集团公司电子科学研究院
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宽带双极化微带天线已经广泛应用于各类通讯设备当中。目前,展宽微带天线的带宽,提升端口间隔离度并降低其交叉极化电平是研究宽带双极化微带天线的重点所在,本文从这三个方面出发,对微带天线进行了研究,主要工作如下:1、设计了一款基于L型探针耦合馈电的单极化微带天线。该天线能够实现16.1%的阻抗带宽;工作频率为9.6GHz的时候,主辐射方向上交叉极化电平为-34d B,而其他方向的交叉极化电平低于-20d B。并在此基础上优化设计了一款微带PIFA（Planar Inverted-F Antenna）天线,在贴片中央零场强点处加入金属墙,天线单元的体积缩小了一半,其单元阻抗带宽为19.2%,工作频率为9.6GHz时主辐射方向上的交叉极化电平为-41d B,但是由于此时H面的交叉极化分量并没有很好的被抑制,所以该类型的天线的H面交叉极化电平相对较高。2、设计了一款背腔双极化微带天线,天线整体结构由上方的背腔天线单元,以及下方基于Wilkinson功分器的馈线网络组成。经仿真分析,两个端口的带宽分别为56%和67%。频带内除了高频端,其余部分的端口间隔离度皆低于-20d B,有25%左右的带宽内隔离度超过-30d B。而在频带内,主辐射方向的交叉极化电平都低于-30d B。基于该单元仿真了一个7×7的小面阵,结果显示该小面阵具有较好的带宽,并具有较高的隔离度以及较低的交叉极化电平。基于此设计我们加工了一个小面阵,并对其进行了测试。3、分析了宽角扫描情况下天线阵列的互耦效应对端口有源驻波的影响,并研究优化上述双极化微带天线阵列宽角扫描特性的方式。主要工作如下:（1）研究场对消去耦合方法,在天线单元边缘加入不同形状的结构,以消除互耦效应,改善扫描特性,其中我们所提出的等腰梯形结构能够使得在E面扫描至45°,H面扫描至30°的情况下,两端口有源驻波比在带内低于2.5,是一种较为优秀的方法。（2）使用了薄介质板加载的方法;在阵列上方加载一块相对介电常数εr为6.15,厚度0.254mm的介质板并对同样的情况进行了仿真分析。
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