圓極化陣列天線的研究和設(shè)計.pdf

1、近年來，無線通信技術(shù)得到了長足的發(fā)展。天線作為通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能直接影響著無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。隨著衛(wèi)星通信，雷達(dá)，移動通信，RFID等通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，單一極化天線已經(jīng)無法滿足需求。圓極化天線具有接收任意來波，旋向正交性，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此受到廣泛關(guān)注。本文研究一款圓極化陣列天線，用于地下通信。地下通信是指將天線設(shè)置在地下，礦井或隧道中的無線電通信。地下通信需要天線具有高增益和圓極化特性，高增益能夠

2、很好的抵抗巖層對電磁波的吸收以及傳輸損耗。圓極化抑制環(huán)境變化所產(chǎn)生的干擾。
　　本文在圓極化天線的實(shí)現(xiàn)方法及陣列天線理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計了工作于5.8GHz的圓極化陣列天線。文中采用四個相同的圓極化單元作為主輻射體，以環(huán)形功分器為饋電網(wǎng)絡(luò)，形成幅度相等相位相差90o的四路信號激勵輻射單元，由此實(shí)現(xiàn)了圓極化特性。
　　本文采用圓形微帶貼片作為其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，設(shè)計了圓極化單元天線，然后將圓極化天線單元應(yīng)用到陣列天線中。天線設(shè)計在相對介

3、電常數(shù)為2.65、厚度為3mm的介質(zhì)基板上，通過仿真優(yōu)化，得到該天線的中心頻率為5.8GHz，主輻射方向上增益為12.3dBi，3-dB軸比帶寬7%，相對帶寬9%。最后加工制作了兩個實(shí)物天線，天線的實(shí)際尺寸為：90*90mm2,使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和微波暗室測量。測量結(jié)果表明：天線一的增益為9.18dBi，3-dB軸比帶寬3.5%，相對帶寬28%。天線二的增益為10.59dBi，5.8GHz時回波損耗為-8.2dB。本設(shè)計用較小的尺寸實(shí)現(xiàn)