一種寬頻帶的圓極化天線設計

程喆

摘 要：本文設計了一種寬頻帶的圓極化天線，并對其各種參數進行了優化。天線設計工作在L波段，軸比帶寬大于35%，天線為右旋圓極化。利用Ansoft軟件對天線進行了仿真分析，結果表明該天線具有良好的增益特性和方向圖特性，基本實現了天線的設計要求。

關鍵詞：寬頻帶；圓極化；設計

1 引言

目前現代衛導天線要求越來越高，寬頻帶適應頻域寬開的要求，圓極化使得系統克服了線極化帶來的增益損失，本文設計了一種寬頻帶的圓極化天線，使用雙對稱陣子作為天線單元，能夠很好的適應上述要求。

2 天線的設計要求

天線要求為右旋圓極化，工作頻率為L波段，軸比帶寬大于35%。天線圓極化增益大于6dB，在頻帶內仰角15°以上的軸比小于6dB。

3 天線的理論分析

根據上述理論，要實現圓極化波，各個饋電點的相位依次相差0°，90°，180°和270°時，其圓極化性能最好。

當輻射體采用雙對稱陣子時，通過寬頻帶的移相功分器實現各個饋電點的不同的相位。即可實現其寬頻帶的圓極化。

4 天線的結構與設計

天線輻射體

天線輻射體采用對稱振子，天線仿真立體圖如圖1所示。

從圖1可以看出，雙對稱振子通過中心用雙金屬橋實現反向180°。采用雙饋點對對稱振子進行饋電，每個單振子相位依次相差90，由此實現天線的圓極化。

功分器是一種將輸入信號功率分成相等或不相等的幾路輸出的多端口微波元件為了實現功分器兩個輸出端口在寬頻帶內的0°與90°相移，在功分器的一個端口處延長一段四分之一的傳輸線，通過增加短路支節調節其相位以達到設計要求。

5 天線電參數的仿真結果

由圖2可以看出，上部為天線主體部分，下部為功分器。

（1）天線的駐波曲線

如圖3所示，天線在寬頻段內VSWR曲線均滿足指標要求。其在頻帶內的駐波系數均小于1.5。

（2）天線的仿真方向圖和軸比

圖4為天線的增益及軸比仿真方向圖。從圖6中可以看出，天線在各個頻段上的圓極化增益都大于6dB，天線的圓極化在仰角15°以上的軸比小于6dB。軸比帶寬為35%以上。

6 結論

本文設計了一種寬頻帶的圓極化天線，結果表明該天線具有良好的增益特性和方向圖、軸比特性，基本實現了天線的設計要求。

參考文獻

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