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双圆极化微带阵列天线及高增益圆极化微带天线的设计

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自从20世纪70年代以来，微带天线理论及加工工艺得到了极大的发展。微带天线由于其一系列优点而在雷达、卫星通信、移动通信等领域得到广泛的应用。作为微带天线的一个重要分支，圆极化天线广泛应用于导航、雷达和卫星等系统中。当前圆极化微带天线的研究课题有高增益圆极化天线、双圆极化微带天线、宽频带圆极化微带天线等。本文研究了高增益圆极化微带天线和双圆极化微带天线的基本理论和结构设计。
　　本文首先研究了微带天线的基本理论，阐述了圆极化天线的特性及设计原理。研究了缝隙耦合微带天线和阵列天线的基本理论。有关双圆极化微带阵列天线的研究，天线单元采用两条微带馈线分别对地板上的两个正交“H”型槽馈电，以此来实现天线的圆极化辐射。天线单元仿真结果表明，在频带1.81GHz-2.53GHz内，轴比小于1.5dB，增益大于9.5dBi。在此基础上设计了工作在频段2.0GHz-2.4GHz内的8元直线阵，天线的双圆极化辐射是通过在馈电网络的前端级联分支线耦合器来实现。仿真结果表明天线在频带2.0GHz-2.4GHz内可分别实现左旋圆极化辐射和右旋圆极化辐射，极化性能良好。有关微带天线的高增益技术，重点研究了一种新型高增益圆极化微带天线。设计了高增益圆极化天线，探讨了辐射贴片和介质板的间距及辐射贴片内径的变化对天线阻抗带宽和轴比带宽的影响。在上述设计的基础上，将馈电网络置于介质基板的下方，地板置于介质基板的上方。采用软件Ansoft HFSS设计和仿真天线，仿真结果结果表明，改进后天线在频带1.86GHz-2.15GHz内，增益大于8dBi，频带内增益的最大值为9.4dBi。加工了天线实物并对其进行了测量。

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