高增益全向圆极化海上移动天线的研究

• 作 者: 黄子旻
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 套筒偶极子天线 全向圆极化 天线阵 微带线匹配电路

随着航海运输事业的发展,为了进一步提高航海安全的可靠性,对海上无线通信系统提出了越来越高的要求。而天线作为无线通信系统的门户,将对无线通信系统的性能产生最直接的影响。因此,针对海上无线通信系统的要求,设计出一款高增益全向圆极化天线具有重要的意义。在海上无线通信中,由于很难知道移动船舶用户的具体位置,不得不采用传统的全向天线,它在所有方向上同样辐射和接收信息。而相比于陆地移动通信,海上无线通信受气候、海浪等因素影响较大。所以,提高天线增益和采用能抑制多径干扰的圆极化技术成为我们提高天线性能的必然选择。本文针对海上无线通信系统,设计出一款高增益全向圆极化天线。天线单元采用套筒偶极子结构,这种结构既能实现全向辐射特性又易于串联组阵。然后我们采用串馈的方式对天线单元进行组阵,提高天线增益。为了能够实现天线的圆极化,我们通过加载寄生振子,使天线在远场产生一对幅度相等、相位差为90°的分量,进而实现圆极化。由于现实中对天线的可靠性及性能指标有更高的要求,本文提出了外加微带线匹配电路的方式对天线进行匹配,以期更加符合工程要求。天线性能通过仿真和实验进行了验证。实测结果表明,天线在工作在中心频率为2.45GHz,增益大于4dBi,驻波比小于1.5的阻抗带宽和轴比小于3dB的圆极化带宽分别达到了150MHz和90MHz,测试值与仿真值一致性较好,天线具有较好的全向圆极化辐射特性。设计的天线结构简单、尺寸紧凑,价格低,具有很高的实用价值。