衛(wèi)星通信圓極化微帶天線的研究.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，微帶天線由于其結(jié)構(gòu)緊湊、剖面低、易集成、易加工等優(yōu)點(diǎn)，受到了越來越多的關(guān)注。圓極化波具有以下幾個(gè)重要的特性，如抗多徑反射、減小法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響、抑制雨霧干擾等，因此圓極化天線在衛(wèi)星通信、導(dǎo)航等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。本文主要對高隔離度圓極化收發(fā)天線以及寬帶圓極化微帶天線進(jìn)行了研究，取得的主要成果如下：
　　1、對高隔離度圓極化收發(fā)天線進(jìn)行了研究。首先，設(shè)計(jì)一種單饋電低剖面圓極化微帶天線單元。收發(fā)天線都利

2、用方形貼片切角附加開 U型槽的單元形式，分別在接收頻段f1±15MHz和發(fā)射頻段f2±15MHz實(shí)現(xiàn)了左旋圓極化特性。為了有效地提高天線的軸比帶寬和增益，利用上述單元組成天線陣并將兩個(gè)天線單元正交放置。利用缺陷地及枝節(jié)去耦的方法，有效地改善了兩端口之間的收發(fā)隔離度，從而設(shè)計(jì)出了一種收發(fā)集成的圓極化微帶天線，并對其進(jìn)行了實(shí)物加工和測量，實(shí)測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好；其次，為了進(jìn)一步提高天線在接收端的隔離度，設(shè)計(jì)了一種橢圓函數(shù)濾波器，仿真結(jié)果

3、表明，在f2±15MHz阻帶內(nèi)的衰減達(dá)到了25dB以上；最后，將濾波器級聯(lián)到接收天線的輸入端，使得在接收端的隔離度提高了20dB，很好地完成了高隔離度收發(fā)天線的設(shè)計(jì)。
　　2、對寬帶圓極化微帶天線進(jìn)行了研究。首先，設(shè)計(jì)了一種多層圓極化微帶貼片天線單元。采用探針在矩形環(huán)的對角線上饋電，獲得了左旋圓極化特性。同時(shí)在矩形環(huán)上方增加了寄生貼片，上、下貼片之間引入了空氣層，有效地展寬了天線單元的工作帶寬。仿真結(jié)果表明，天線單元在 f0?10

4、0MHz的工作頻帶內(nèi)|S11|<-10dB，軸比小于3dB，增益達(dá)到7.5dBi以上。其次，為了使天線獲得更寬的軸比帶寬和更高的增益，決定采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)法對圓極化天線單元進(jìn)行饋電。采用Wilkinson功率分配器實(shí)現(xiàn)了饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，仿真結(jié)果表明，該饋電網(wǎng)絡(luò)的性能基本滿足該饋電法的要求。最后，利用上述饋電網(wǎng)絡(luò)對2×2的圓極化天線陣列進(jìn)行饋電，實(shí)現(xiàn)了寬頻帶和高增益特性。仿真結(jié)果表明，天線在工作頻帶內(nèi)具有良好的阻抗匹配（|S11|<-20dB