宽波束十字下垂振子圆极化天线的设计-易迪拓培训.PDF

VA 一赣 高【科技产品研发】 宽波束十字下垂振子圆极化天线的设计 王晓蓉 (电子科技大学 9_q川I 成都 611731) 摘 要： 通过对一般十字振子圆极化天线波束宽度和轴 比的分析，提出对下垂十字振子加金属套筒，并使用开槽同轴进行同相馈 电，改变振子臂长获得宽波 束圆极化波的方法。经过HFSS软件的仿真和优化得到两对振子的臂长，同轴的高度，以及金属套筒的最佳尺寸，使波束宽度最宽可 以达到14O度 以上，并且轴 比在 俯仰角110度范围内都小I-4dB，有很好的宽波束圆极化性能。 关键词： 下垂振子；圆极化：宽波束；轴 比 中图分类号：TP228 文献标识码：A 文章编号：1671--7597(2011)0920046--01 O引言 馈 电的不同摆放方法，可以产生左旋或右旋圆极化波。 线极化波在复杂传输环境中易产生计划偏转而造成电平衰落，而圆极 2天线结构分析 化天线可 以抗 降雨的干扰，可以接受任意的线极化波，可 以干扰任何的线 2．1振子臂离地高度对天线性能的影响 极化波，也不需要复杂的跟踪系统就可以实现较好的匹配，现代许多无线 这种下垂的 字振 f天线 般与安装底板有 定距离，安装底板对振 通信系统都使用了圆极化电波来传输。 。 上电流分布的影响可忽略，并将底板 当作无限大导电平板，由镜像原理 实现圆极化的方法一般分为两类：1)通过双馈点或多馈点设置不同 可知，实际上这构成 了 个‘_元的阵列天线。由-元天线阵的原理可知， 的馈电相位来实现，这种实现圆极化的效果很大程度 取决于相移 电路， ■元阵天线方向图为单个振了方向图乘以阵因l『方向图，即 增加了天线系统的复杂度和制造成本 。2)通过在同一幅天线上实现不同 谚= (1) 谐振模式来实现圆极化，这种方法不需要相移电路和多个馈点，对 电电路 利用矩量法求解海伦积分方程 结构简单，但对天线辐射单元的设计精度要求较高。 。 ) 出’一 ( os (2) 现采用一种开槽，同轴线进行馈电的十字下垂振子实现圆极化，如图 1所示，不需要3dB电桥和9O度相移结构直接实现圆极化，体积小、重量 其中z0为 自由空间波阻抗。 轻，结构简单，加工容易，成本低。既可单独作接受发射天线使用 ，也可 可以得到偶极天线上的电流分布I(Z’)。 作文阵列天线的阵元，还可作为智能天线的基本单元。 电流I(Z’)在远区产生的辐射场为 p — ． E=一jog二_一 I1(1。一 d／’ (3) ， 将前面计算得到的电流 以及十字交叉振子的天线几何参数代入 (3) 式中便可以得到十字交叉振 了：的远去辐射方向图。 改变 同轴的高度 ，即改变两阵元的尺寸时，会改变阵因子方 向图函