宽带双极化微带天线的研究与设计

摘要

随着科技的发展,移动通信技术对天线性能要求越来越高,宽带的双极化天线受到了广大研究人员的重视。本论文结合了微带贴片天线的特点,分析和设计了一种应用于5.15-5.825GHz的WLAN通信频段的新型的微带振子天线,并通过选择合理的排列形式和馈电方式使得该双极化微带天线具有宽频带、高隔离度、低交叉极化等特性。与传统的微带贴片双极化天线相比,该天线采用双“H”缝隙地板增加了频带宽度,降低了交叉极化电平;采用微带线馈电馈线和贴片直接相连,结构简单容易制作和组阵;两微带振子相互垂直放置分别水平极化与垂直极化,所以两端口隔离度要比传统的微带贴片天线高。该天线体积小,有利于小型化和集成化。论文的主要研究内容如下:
　　 首先,介绍了微带天线所要涉及到的一些基本理论,包括微带天线的定义、分类和结构,同时以传输线模型和空腔模型理论为基础,分析了微带天线的工作原理,并讨论了影响微带天线带宽的几种因素,提出了几种展宽微带天线带宽的方法;
　　 其次,提出了一种新型的微带振子天线的设计思想和方法,并通过电磁仿真软件HFSS进行仿真,对振子尺寸大小、地板缝隙尺寸及振子间距等参数进行优化,得到最优结果并与实际测量结果相比较;
　　 最后,重点研究了由上述单元组成的天线阵列,分别为1×4线阵和2×2面阵,通过电磁仿真软件HFSS比较两种阵列的结构尺寸、隔离度、增益等指标,最终选择结构紧凑的2×2面阵,最后对2×2面阵实物加工和测试。