圓極化天線在通信、雷達、電子對抗等領域都有著廣泛的應用,其優勢在于抗干擾能力強、易于調整、全向性強和抗多徑干擾等。圓極化的實現需要滿足兩個條件:
1.電磁波的振動方向與傳播方向垂直。在電磁波傳輸時,電場和磁場是相互作用的,它們的振動方向和傳播方向垂直。如果電場和磁場的振動方向在同一平面內,就會產生線性極化。如果電場和磁場的振動方向在垂直于同一平面內,就會產生圓極化。
2.電場和磁場的振幅相等。當電場和磁場的振幅相等時,它們在垂直于傳播方向的平面上呈現圓周運動的狀態。如果電場和磁場的振幅不相等,就會產生橢圓極化。
最近的工作總是很忙,感覺總沒時間學習,今天我們來簡單設計一個中心頻率為2.5GHz的圓極化天線,帶寬為1GHz,主要利用90度定向耦合器來實現圓極化。采用兩層微帶PCB板結構,中間為空氣夾層,下層為90度定向耦合器,上層為微帶PCB輻射貼片,中間采用銅柱連接。
一、模型設計如下:
二、設計指標驗證
1.天線表面電流分布
2.天線帶寬及端口隔離度:當1端口和2端口同時添加激勵時,帶寬可以滿足設計要求,但是兩個端口隔離度還不能滿足要求。
當2端口輸入激勵,1端口加負載,為左旋圓極化波
當1端口輸入激勵,2端口加負載,為右旋圓極化波
思考:當兩個端口同時激勵,天線端口隔離度差是個問題,大家可以考慮一下怎么處理?處理方法如下:
雙端口圓極化天線的隔離度問題主要受到以下因素的影響:
1.天線結構:雙極化天線的結構對隔離度有重要影響。一些特殊的天線結構,例如在天線基板底部添加T型微帶網絡,可以實現緊湊型排布,同時提高隔離度。
2.貼片天線的輻射性能:如果天線結構會影響貼片天線的輻射性能,那么這種結構也會影響雙端口圓極化天線的隔離度。
3.去耦結構:去耦結構的設計和實現可以影響雙端口圓極化天線的隔離度。通過改變傳輸線的電長度和特性阻抗,可以消除自導納和互導納的虛部,從而提高隔離度。
4.傳輸線的特性:傳輸線的特性,如電長度和特性阻抗,也會影響雙端口圓極化天線的隔離度。
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