【摘 要】
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本文主要针对双频圆极化微带天线展开了研究与设计,首先简单阐述了选题的研究背景和意义,以及当前国内外的研究现状。总结了微带天线的一些基础理论,包括基本原理、基本特性
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本文主要针对双频圆极化微带天线展开了研究与设计,首先简单阐述了选题的研究背景和意义,以及当前国内外的研究现状。总结了微带天线的一些基础理论,包括基本原理、基本特性参数和微带天线的馈电技术。其中,重点推导了空腔模型对矩形和圆形微带天线的分析过程。接着本文详细研究了实现双频圆极化的关键技术。其中,重点分析了圆极化波的产生条件和合成方法,计算了当天线的轴比为3dB时,其相对应的左旋与右旋之间的功率至少相差15.340dB。经过单馈法原理分析、空腔模型对矩形和圆形微带天线的理论分析和借助三维电磁仿真软件HFSS仿真计算,设计了三款结构简单、圆极化性能良好的双频圆极化微带天线,并将其中一款加工成实物进行测量。其中设计的第一款天线在全球导航卫星系统(GNSS)的两个工作频段内轴比均小于3dB,测量的轴比带宽在低频和高频分别可以达到150MHz和100MHz。但是高频的波瓣图特性显示此天线极化分离得没有很好,在z轴方向上只呈现非常小夹角的圆极化特性。与此同时,本文设计了第二款双层层叠结构的双频圆极化微带天线。该天线在1.25GHz和2.8GHz工作,两个谐振频率的轴比带宽可以达到950MHz和750MHz以上,但是高频段的波瓣图特性也没能达到预期效果。经过重新研究空腔模型,从理论的角度出发,本文设计了第三款单层单馈点双频圆极化天线。该天线工作在2.7GHz和4.4GHz,两个频点的轴比为2.3dB和0.5dB,波瓣图显示该天线表现出良好的圆极化辐射特性。
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