宽带圆极化微带天线设计

宽带圆极化微带天线分析与设计一、本文概述本文旨在深入探讨宽带圆极化微带天线的分析与设计。

随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统的关键组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量和效率。

宽带圆极化微带天线作为一种重要的天线类型，具有宽频带、圆极化、低剖面、易集成等优点，因此在卫星通信、移动通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。

本文将首先介绍宽带圆极化微带天线的基本原理和特性，包括其辐射机制、极化特性、带宽特性等。

随后，将详细分析宽带圆极化微带天线的设计方法，包括天线尺寸的选择、馈电方式的设计、介质基板的选取等。

在此基础上，将探讨影响天线性能的关键因素，如阻抗匹配、交叉极化、增益等，并提出相应的优化策略。

本文还将通过具体的案例分析，展示宽带圆极化微带天线在实际应用中的性能表现。

通过对比分析不同设计方案下的天线性能，为工程师和研究者在实际应用中提供有益的参考。

本文将总结宽带圆极化微带天线的设计与优化策略，并展望其未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的研究，旨在为宽带圆极化微带天线的分析与设计提供理论支持和实践指导。

二、圆极化微带天线的基本原理圆极化微带天线是一种能够在空间中产生圆形极化波的天线，它具有独特的电磁辐射特性，广泛应用于无线通信、雷达探测和卫星通信等领域。

了解圆极化微带天线的基本原理对于其分析与设计至关重要。

圆极化波是一种电磁波，其电场矢量在空间中随时间旋转，形成一个圆形的轨迹。

圆极化微带天线通过特定的设计和构造，能够在其辐射区域内产生这样的圆形极化波。

这种波形的特性在于，无论接收天线的极化方式如何，圆极化波都能在一定程度上被接收，因此具有更好的抗干扰能力和更广泛的适用性。

圆极化微带天线的基本原理主要基于电磁场理论和天线辐射原理。

它通过在微带天线的辐射贴片上引入特定的相位差，使得天线的两个正交分量产生90度的相位差，从而形成圆极化波。

这种相位差可以通过在辐射贴片上刻蚀特定的槽口或引入附加的相位延迟线来实现。

应用于 C波段的宽带圆极化微带天线设计胡文龙;姜弢【摘要】Circularly polarized antenna, which has advantages in receiving arbitrary polarization electromagnetic wave, is used widely.And the creation of broadband circularly polarized antenna meets the current communication demands.This paper introduces a novel broadband circularly polarized antenna by restructuring the rectangular patch antenna, and then applies CST, the electromagnetic simulation software, to do afull-wave and time-domain simulation analysis to this novel antenna.The simulation results show that the novel broadband circularly polarized antenna operates from 3.8 GHz to 8.1 GHz, and its band range within the passband axis ratio ( AR) parameter AR<3 is from 4 GHz to 8GHz.That is to say the band range is broaded effciently.%圆极化天线具有可接收任意极化电磁波的优点而被广泛使用，为满足通信需求，宽带圆极化天线应运而生。

摘要微带天线具有体积小，重量轻，低剖面，制造成本低，易于批量生产，易于和微带线路集成等特点，能得到单方向的宽瓣方向图，易于实现双频段、双极化等多功能工作。

这些优点使得微带天线在大约100MHz～100GHz宽广频域上，广泛应用于包括卫星通信、雷达、遥感、制导武器以及便携式无线电设备。

论文首先回顾了微带天线的发展史，介绍了它的结构、优缺点及应用，然后给出了微带天线的几种分析方法，包括传输线法，空腔模型法，积分方程法等，并介绍了微带天线圆极化的原理和实现方法以及微带天线的馈电方式。

然后在Ansoft HFSS中创建了一个单馈圆极化微带天线和双馈圆极化微带天线，分析了S11和VSWR参数，画出了方向图。

为了实现圆极化，进行了轴比的优化仿真，达到了较为理想的结果。

关键词：微带天线、圆极化、轴比AbstractThe microstrip antennas has the volume to be small, the weight is light, the low section plane, the production cost is low, easy volume production, easy and characteristics and so on microstrip line integration, can obtain the single direction wide petal directional diagram, easy to realize, the double polarization dual range and so on multi-purpose work. These merits cause the microstrip antennas in approximately the 100MHz-100GHz broad frequency range, widely applies in includes the satellite communication, the radar, the remote sensing, the guided weapon as well as the portable wireless apparatus.The paper first reviewed microstrip antennas's history, introduced its structure, the good and bad points and the application, then have given microstrip antennas's several analysis method, including the transmission long-base method, the cavity modeling, the integral equation law and so on, and introduced the microstrip antennas circular polarization's principle and realizes the method as well as microstrip antennas's feed method. Then AnSoft Hfss in the creation of a single-fed circular polarization microstrip antenna and double-fed circular polarization microstrip antenna and double-fed circular polarization microstrip antenna, the analysis of the S11 and VSWR parameters, to draw a pattern. In order to achieve circular polarization, the axis carried on the optimization simulation, to a more satisfactory results.Key words：microstrip antenna；circular polarization; axial ratio目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)§1.1微带天线的发展 (1)§1.2微带天线的定义和结构 (1)§1.3微带天线的优缺点 (2)§1.4微带天线的应用 (3)第二章微带天线的原理技术 (4)§2.1微带天线的辐射机理 (4)§2.2微带天线的分析方法 (5)§2.2.1传输线模型法 (5)§2.2.2空腔模型法 (8)§2.2.3积分方程法 (8)§2.3微带天线的馈电方法 (9)§2.4微带天线圆极化技术 (10)§2.4.1圆极化天线的原理 (10)§2.4.2圆极化实现技术 (11)§2.5其他形式的微带天线 (15)第三章圆极化微带天线的仿真与优化 (19)§3.1A NSOFT HFSS高频仿真软件的介绍 (19)§3.2圆极化微带天线的仿真优化 (19)§3.2.1圆极化微带天线的仿真设计 (19)§3.2.2天线轴比的优化 (22)第四章双馈圆极化微带天线的设计 (25)§4.1两路微带等功率分配器的设计与仿真 (25)§4.2双馈圆极化微带天线的仿真分析 (29)§4.2.1创建天线模型 (29)§4.2.2 优化天线模型 (33)致谢 (37)参考文献 (37)第一章绪论§1.1微带天线的发展微带天线的概念早在1953年就已经提出了，但并未引起工程界的重视。

一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计引言在通信领域中，天线是不可或缺的一个设备，而微带天线因其结构简单、成本低廉、易于集成等优点，已经成为了现代通信领域中应用广泛的一种天线。

在微波领域中，圆极化天线通常被用来避免天线之间的互干扰和提高通信质量。

然而，许多微带圆极化天线的带宽是有限的，这使得这些圆极化天线的通信传输性能大大受到限制。

因此，本文提出了一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计方案，旨在解决微带圆极化天线带宽狭窄的问题。

设计原理本设计方案采用了一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线。

其中，天线由一个正方形微带辐射片和一个环形贴片构成。

其工作原理基于微带线馈电的正方形微带辐射片，是以TM模式的耦合方式进行馈电的。

正方形微带辐射片的一边通过一条微带线馈电导线与馈电点相连，另一边则用接地板连接。

环形贴片作为一个反射器，通过正方形微带辐射片的边缘和接地板之间的短接实现电路的反射。

设计步骤1.计算天线的工作频率和所需圆极化方式。

根据这些参数确定天线的尺寸和形状。

2.设计并确定微带线馈电导线和连接设备的点。

3.添加环形贴片，并在模拟软件中进行必要的优化，以提高天线的性能。

4.按照所需的角度选择天线的旋转方向，并调整微带线馈电导线与天线的尺寸，以实现所需的圆极化方向。

仿真结果为了验证设计的性能，我们使用了一款天线仿真软件进行模拟实验。

仿真过程中，我们使用S参数和体表波图形来评估天线的性能。

以下是一些关键指标的仿真结果：•工作频率：4.4GHz•带宽：360~630MHz，VSWR小于2•圆极化方向：左旋•Gain：6.5dB•Axial Ratio: 1.1dB结论本文提出的一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线设计方案，能够在4.4GHz 的频率范围内实现左旋或右旋的圆极化方式。

其带宽可达到360~630MHz，在这个带宽范围内可以实现VSWR小于2的传输性能。

此外，天线具有高增益和低轴比等优点。

因此，这种设计方案具有较好的前景和实际应用价值。

一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计尚玉玺;刘运林;何之煜【摘要】The broadband circularly polarized microstrip antenna with microstrip feeding is presented,which consists of mi⁃crostripfeeder,radiation patch and FR4 dielectric⁃slab. The requirements of microstrip antenna circularly polarized are realized by adding two annular slots which are located at the two opposite angles of rectangular slot on radiation patch. The axial⁃ratio bandwidth of the antenna is improved effectively by adjusting the size of microstrip feeder. The axial⁃ratio bandwidth can reach 43.8%(2.5~3.9 GHz).%提出一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线，它由微带馈线、辐射贴片和FR4介质板组成，在辐射贴片的矩形槽对角添加两个环形结构，实现了微带天线圆极化的要求，通过调整微带馈线的尺寸，有效改善了天线的轴比带宽。

该天线单元的轴比带宽达到了43.8%（2.5~3.9 GHz）。

【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】4页(P67-70)【关键词】宽带;圆极化;微带线馈电;微带天线【作者】尚玉玺;刘运林;何之煜【作者单位】西南交通大学电磁场与微波研究所，四川成都 610031;西南交通大学电磁场与微波研究所，四川成都 610031;西南交通大学电磁场与微波研究所，四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TN92-34现代无线通信系统对天线的性能要求越来越高，单纯线极化天线已无法满足要求，因此圆极化天线的应用越来越广泛。

可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究一、本文概述随着无线通信技术的快速发展，微带天线作为一种重要的天线形式，因其体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域得到了广泛应用。

传统的微带天线在应对复杂多变的通信环境和需求时，其性能往往难以达到理想状态。

研究和开发具有可重构特性和宽带圆极化特性的微带天线，对于提升无线通信系统的性能、适应性和灵活性具有重要意义。

本文旨在深入研究可重构微带天线及宽带圆极化微带天线的相关理论与技术。

对可重构微带天线的设计原理和实现方法进行探讨，分析其在不同通信需求下的重构机制与性能优化。

研究宽带圆极化微带天线的设计理论和技术实现，探讨其在宽频带范围内实现稳定圆极化辐射的机理和方法。

结合实际应用场景，对可重构和宽带圆极化微带天线的性能进行仿真分析和实验验证，为无线通信系统的天线设计提供理论支持和技术指导。

本文的研究内容不仅有助于推动微带天线技术的发展，还可为无线通信系统的天线设计提供新的思路和方法。

通过深入研究和探索可重构及宽带圆极化微带天线的性能和应用，有望为未来的无线通信系统提供更加高效、灵活和稳定的天线解决方案。

二、微带天线理论基础微带天线，作为一种重要的平面天线形式，自上世纪70年代被提出以来，因其低剖面、易共形、低成本以及易于与微波集成电路集成的优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统以及导弹和航天器等众多领域得到了广泛应用。

微带天线的设计和实现涉及到电磁场理论、传输线理论、微波网络理论等多个学科的知识。

微带天线的辐射原理可以通过传输线模型来解释。

在微带天线中，辐射贴片可以视为一段具有特定长度和宽度的传输线，其两个开路端作为辐射边。

当天线被激励时，传输线上的电磁场分布会发生变化，进而激发出辐射场。

辐射贴片上的电场分布决定了天线的辐射方向图和增益，而磁场分布则影响天线的输入阻抗和带宽。

微带天线的性能还受到介质基片的影响。

介质基片的介电常数决定了天线的工作频率和尺寸，而基片的厚度则影响天线的带宽和辐射效率。

宽带圆极化微带天线的几种实现方法朱　莉,高向军,梁建刚(空军工程大学导弹学院　陕西三原　713800)摘　要:在简要概述圆极化微带天线工作原理的基础上,重点介绍了目前国内外较为先进的圆极化微带天线实现宽带的多种方法,包括微带贴片天线、缝隙天线,以及采用PB G 结构的圆极化天线。

这些方法分别采用单点馈电,多点馈电或多元组合实现圆极化,均有效拓展了圆极化天线的阻抗匹配带宽和圆极化轴比带宽。

参考一些实例验证了这些方法的可行性,然后展望了其可能的发展趋势。

关键词:微带天线;圆极化;缝隙天线;单点馈电中图分类号:TN82 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2007)232082203R ealization Method about Wideband of Circular Polarization Microstrip AntennaZHU Li ,GAO Xiangjun ,L IAN G Jiangang(Missile Institute ,Air Force Engineering University ,Sanyuan ,713800,China )Abstract :The paper first gives a simple explanation of the principle of circularly polarized microstrip antenna.Then it mainly introduces some advanced methods at home and abroad about wideband of circular polarization microstrip antennas ,which including patch antenna ,slot antenna and PB G contracture.In the methods ,single feed ,more feed and several patches consisting circular polarization are used to feed the antenna and improve the impendent or AR bands.Through experiments it confirms the validity of these methods.Finally several trends of circularly polarized microstrip antenna are discussed.K eywords :microstrip antenna ;circular polarization ;slot antenna ;single feed收稿日期:2007206205 从微带天线的概念提出以来,由于他剖面薄,重量轻,可与载体共形,易与有源器件集成等优点,已经被广泛地应用于卫星通信、导航等领域。

新型宽带圆极化微带天线设计方案与普通微波天线相比，微带天线剖面薄，体积小，重量轻，易共形，便于获得圆极化，但是频带窄，性能受基片材料影响大。

到目前为止，展宽微带天线频带的途径有以下几种：(1)降低等效谐振电路Q值，即增大基片厚度h，降低基片相对介电常数εr等；(2)修改等效电路：附加寄生贴片、采用电磁耦合馈电等；(3)附加阻抗匹配网络；(4)其他途径：如改变贴片形式、加变容管、利用行波阵或对数周期结构。

上述(1)的方法比较容易实现，但是参数选择超过一定范围后会激起高次模，会使天线的方向图恶化以及会增加天线的辐射损耗。

(2) 的方法则需要天线采用多层结构，占用的空间较大。

(3)、(4)的方法也在不同程度上使天线的结构复杂化。

在近期的一些文章中有新的展宽带宽的方法，文献[2]中采取在圆形贴片上开槽，并采用阵列的形式实现宽带圆极化的特性；文献[3-5]中采取缝隙耦合馈电，实现圆极化；文献[6-8]中使用双馈网络实现宽带，馈电网络比较复杂；文献[9]中利用容性探针近耦合馈电的基础上，通过平衡馈电，实现宽带宽角圆极化；文献[10]中采用双频实现宽带；文献[11]则总结了宽频带天线的实现方法。

这些方法都在一定程度上展宽了微带天线的带宽，但是结构都比较复杂，对设计和加工都增加了一定的困难。

所以，这里从结构简单的角度考虑，研究并设计一种新型单馈单片宽带圆形微带天线，其驻波比VSWR≤2阻抗带宽达到12％，轴比带宽为3％。

该天线的缺点是轴比带宽没有得到很大的提高，在以后的设计中有待进一步研究改进。

1宽带圆极化天线的理论分析本文实现宽带的方法是使微带天线工作于双频段。

通过选择恰当的馈电点以及两个切口之间的距离，能够激励起两个工作于不同频率的正交谐振模，因而形成两个谐振电路，具有两个谐振频率。

经过微调使得两个谐振频率适当接近，结果形成频带大大展宽的双峰谐振电路。

这种结构的优点是只用一个馈。

低剖面宽带圆极化微带天线详细教程
 微带天线由于其低成本、低轮廓、小体积、易于集成和共形，以及能方便地实现线极化和圆极化等优点在各种通信系统中得到了广泛的应用。

单馈点圆极化微带天线由于其简洁、紧凑的结构，得到了研究人员的广泛关注，但其设计难度远远超过线极化微带天线和多馈点圆极化微带天线。

常见的单馈点圆极化微带天线形式主要有开槽贴片、方形切角贴片、准方形贴片和圆形贴片。

由于它们的轴比带宽较窄，一般不足3%，严重制约了单馈点圆极化微带天线的应用。

为了展宽微带天线的带宽，人们常采用层叠型微带结构。

该结构上下两层辐射单元分别对应两个谐振频率，通过调节辐射贴片的尺寸和上下间距使两个谐振带宽紧贴，从而形成双峰谐振，很好的拓展了微带天线的带宽。

采用准方形的层叠结构，均获得了13％以上的轴比带宽；Kwok Lun Chung等人采用微带线边馈的层叠方形切角贴片结构，获得了8%的3dB轴
比带宽；采用探针底馈式馈电的层叠方形切角贴片天线获得了12.7％的3dB 轴比带宽。

 本文在方形切角贴片可实现不同旋向圆极化的两个馈点位置都加上端口，一个端口馈电，另一端口附加匹配阻抗。

通过馈电端口实现相应圆极化的工作方式，另一端口的阻抗匹配则起到了降低剖面高度的作用。

另外，本文天线采用由两层方形切角微带贴片层叠放置的结构，形成双峰谐振回路得到了较宽的轴比带宽。

一种新型宽带圆极化天线的工艺设计与制造宽带圆极化天线是一种能够实现在较宽的频率范围内保持圆极化特性的天线。

它在通信和雷达系统中具有广泛的应用。

在本文中，将介绍一种新型宽带圆极化天线的工艺设计与制造。

该天线具有较宽的频率范围和良好的圆极化特性。

首先，进行工艺设计。

在设计宽带圆极化天线前，需要先确定天线的频率范围和圆极化特性的要求。

在本文中，我们假设设计的宽带圆极化天线频率范围为2GHz到8GHz，需要实现正右旋和正左旋的圆极化。

在工艺设计中，我们使用具有对称旋转对称性的方式来实现宽带圆极化。

首先，将天线的基底材料选择为具有较高介电常数和良好机械强度的材料，如Teflon或瓷砖。

这样可以减少信号的损耗并提高天线的稳定性。

其次，选择天线的结构形式。

在设计中，我们选择同轴喇叭天线结构。

这种结构可以实现较宽频带的工作，并具有较好的辐射特性。

通过调整同轴线截面的尺寸和材料的选择，可以实现对不同频率的较好适应。

进一步，进行天线的仿真优化。

利用仿真软件，可以对天线的结构进行优化设计。

通过调整天线的尺寸和结构参数，可以得到较好的天线性能。

在仿真过程中，需要注意保持设计的圆极化特性和频率范围。

接下来，进行天线的制造。

在制造过程中，首先需要制备天线的基底材料。

将选定的材料切割成天线所需要的尺寸和形状。

然后，根据设计的尺寸和结构，将天线的导体部分制作出来。

这可以使用金属加工工艺，如切割、打孔和折弯等。

制造完成后，需要对天线进行性能测试。

通过连接天线到测试设备，并在不同频率下测量其反射系数和增益等参数。

这样可以验证设计的性能是否符合要求。

如果性能不满足要求，需要返回到仿真环节进行优化，然后重新制造和测试。

最后，进行天线的性能评估和验证。

通过在实际应用场景中进行天线的测试和验证，可以了解天线的性能和适用范围。

如果发现问题，需要进行调整和优化。

综上所述，一种新型宽带圆极化天线的工艺设计与制造包括工艺设计、仿真优化、制造、性能测试和性能评估等步骤。

双频圆极化微带天线的设计本文将探讨双频圆极化微带天线的关键设计因素，包括工作原理、尺寸和性能优化等方面。

我们将确定文章的类型为技术论文，主要面向无线通信领域的工程师和技术人员。

关键词：双频，圆极化，微带天线，设计，工作原理，尺寸，性能优化在无线通信系统中，天线是至关重要的组件之一。

随着通信技术的发展，多频段和圆极化技术已成为现代天线设计的趋势。

其中，双频圆极化微带天线由于其体积小、易共形、低成本等特点而备受。

双频圆极化微带天线的工作原理主要基于微带天线的基本原理。

微带天线由介质基板、辐射贴片和接地板组成。

当电流流过辐射贴片时，就会在贴片周围产生电磁场，从而向外辐射电磁波。

对于双频圆极化微带天线，通常采用多个辐射贴片、缝隙或者耦合器等结构来实现双频段工作。

在尺寸方面，双频圆极化微带天线的设计主要取决于所需的工作频率和天线的性能要求。

一般来说，天线的尺寸会随着工作频率的降低而增大。

因此，在满足性能指标的前提下，应尽量减小天线的尺寸以适应各种应用场景。

在性能优化方面，主要考虑因素包括增益、带宽、轴比、交叉极化等。

通过优化辐射贴片、接地板和介质基板的设计，可以有效地提高天线的性能。

例如，通过采用高介电常数的介质基板可以有效减小天线的尺寸；通过优化辐射贴片的形状和大小可以改善天线的带宽和轴比性能。

双频圆极化微带天线的设计需要综合考虑工作原理、尺寸和性能优化等多个方面。

随着5G、物联网和卫星通信等技术的快速发展，双频圆极化微带天线的应用前景将更加广阔。

未来，可以进一步研究多频段、高性能和更小尺寸的双频圆极化微带天线设计方法，以满足不断发展的通信需求。

可以利用新兴的材料和工艺技术提升天线的性能和集成度，拓展其应用领域。

另外，针对双频圆极化微带天线的测试技术也需要不断完善，以确保天线的性能和质量。

双频圆极化微带天线作为一种先进的通信技术，具有广泛的应用前景。

未来，我们需要在设计方法、材料选择、制造工艺和应用场景等方面进行深入研究，以满足不断增长的通信需求，推动无线通信技术的发展。

太原理工大学毕业设计（论文）任务书圆极化微带天线的研究与设计摘要微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。

早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视，自从20世纪70年代中期微带天线理论得到很大发展。

由于微带天线体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐，在雷达、移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统等领域得到广泛的应用。

圆极化作为微带天线理论和技术应用的一个重要分支，被广泛的运用于雷达、导航、卫星等电子系统中。

由于其特性，使得收发天线间有很强的角度位置定位灵活性，并且能减小信号的多路径干扰和其他的一些影响。

本文对圆极化微带天线进行了深入研究，具体工作如下：1、文中首先阐述了微带天线的基本理论和主要设计方法，分析了微带天线圆极化有几种方法。

并对比分析方法的优劣，哪种方法更适合什么样的研究方向，为微带天线双馈圆极化的设计提供了依据。

2、微带天线的圆极化技术，重点研究了矩形贴片天线通过切角和双馈电的方式实现圆极化。

采用仿真软件Ansoft HFSS对其进行仿真设计，并对结果进行对比，找到合适的馈电点和馈电网络。

本文所设计的圆极化微带天线具有普遍适用性，能满足不同形状的要求，可提高驻波比带宽，抑制交叉极化，提高轴比，但是馈电网络复杂，成本比较高，尺寸也比较大，有一定的局限性。

关键词：圆极化，微带天线，馈电网络，HFSSCircularly polarized microstrip antenna research and designABSTRACTThe microstrip antennas is a kind of new antenna which in the recent 30 years develop gradually. As early as put forward microstrip antennas's concept in 1953, but has not brought to the engineering attention, obtained more development since the mid-1970s microstrip antennas theory.It is small as a result of the microstrip antennas volume, the weight is light, the feed way is flexible, cost low, easy and merits and so on goal altogether shape, but the depth is loved by the people , in the radar, the mobile communication, the satellite communication, domains and so on whole world satellite positioning system obtains the widespread application.The circular polarization takes the microstrip antennas theory and a technical application important branch, by widespread utilization in electronic systems and so on radar, guidance, satellite. As a result of its characteristic, enables between the dual-mode antenna to have the very strong angle position localization flexibility, and can reduce the signal the multi-way disturbance and other influences.This article has conducted the deep research to the circular polarization microstrip antennas, the concrete work is as follows in1．the article first elaborated microstrip antennas's elementary theory and the main project analysis method, analyzed microstrip antennas's circular polarization to have several methods. And the contrastive analysis method's fit and unfit quality, which method suits what research direction, has provided the basis for the microstrip antennas double-fed circular polarization's design.2．microstrip antennas's circular polarization technology, studied the rectangle to paste the piece antenna with emphasis realizes the circular polarization through the tangential angle and the double feed way. Uses simulation software Ansoft HFSS to carry on the simulation design to it, and carries on the contrast to the result, found the appropriate feeding point and the feed network.This article designs the circular polarization microstrip antennas has the universalserviceability, can satisfy the different shape the request, may enhance the standing-wave ratio band width, suppresses the cross polarization, enhances the axial ratio, but the feed network is complex, the cost comparison is high, the size is also quite big, has certain limitation.key word: Circular polarization, microstrip antennas, feed network,HFSS目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1) (1) (2)第二章微带天线基本理论 (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (6) (6) (7) (7) (8) (8) (9) (10) (10) (10) (11) (11) (12) (12) (12) (13)第三章圆极化微带天线 (15) (15) (16) (17) (18) (19) (19) (19) (19) (19) (19) (21) (21) (21) (21) (22) (22)第四章仿真分析 (26) (26) (26) (26)： (26) (26)： (27)矩形贴片天线切角圆极化 (27) (27) (27) (28) (28) (30)矩形贴片天线外加馈电网络圆极化 (34) (34) (35)本章小结 (38)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录英文资料及译文 (43)第一章绪论课题背景随着科学技术的飞速发展，现代社会已经进入信息时代，信息的快速而广泛的传递形成了现代社会最重要的特征。

微带天线实现圆极化的方法引言：微带天线是一种常用的天线，具有结构简单、体积小、重量轻、制造成本低等优点。

在无线通信、雷达系统和卫星通信等领域得到了广泛的应用。

而圆极化天线则具有抗多径衰落、提高信号质量的优势。

因此，研究如何通过微带天线实现圆极化成为一个重要的课题。

一、圆极化天线的基本原理圆极化天线是指其辐射电磁波的电场矢量沿着一个圆轨迹变化。

与之相对的是线极化天线，其辐射电磁波的电场矢量沿着一条直线变化。

圆极化天线可以分为左旋圆极化和右旋圆极化两种。

在实际应用中，我们常常希望通过微带天线实现圆极化，以满足不同的通信需求。

二、微带天线实现圆极化的方法1. 旋转馈电点：最常见的实现圆极化的方法是通过旋转馈电点来改变天线的辐射特性。

具体而言，可以通过改变馈电点的位置、角度或距离等参数来实现圆极化。

这种方法简单易行，但需要进行频率调谐以达到最佳效果。

2. 引入相位延迟器：相位延迟器是一种用于改变电磁波相位的装置。

通过在微带天线的馈电线路中引入相位延迟器，可以使得不同位置的辐射元件在相位上存在差异，从而实现圆极化。

这种方法可以实现宽频带的圆极化，但需要进行精确的相位控制。

3. 增加辐射元件：通过在微带天线上增加辐射元件，可以改变天线的辐射模式，从而实现圆极化。

常见的辐射元件包括偶极子、贴片和补偿器等。

这种方法可以实现较宽的工作频带和较高的圆极化效率。

4. 利用反射面：通过在微带天线周围放置反射面，可以改变天线辐射的波前分布，从而实现圆极化。

反射面可以是金属板、金属网格或金属棱镜等。

这种方法可以实现较高的圆极化效率，但对天线的尺寸和结构有一定要求。

5. 利用耦合器：耦合器是一种用于将微带天线与其他天线或电路相连的装置。

通过在馈电线路中添加合适的耦合器，可以实现微带天线的圆极化。

这种方法具有结构简单、制造成本低等优点，但需要进行精确的设计和调试。

结论：微带天线是一种常用的天线，通过改变天线的结构和工作原理，可以实现圆极化。

GPS圆极化微带天线设计1.1微带天线简介微带天线是在一块厚度远小于工作波长的介质基片的一面敷以金属辐射片7面全部敷以金属薄膜层做接地板而成°GP茨线通常使用平面天线和螺旋形天线。

近年来微带天线由于具有重量轻,体积小，易于实现圆极化。

而GP功能在个人行动通讯设备特别是手机中的普及，更使得GP头线的小型化研究成为十分热门的话题。

1.2GPS微带天线结构与原理上图是一个简单的微带天线结构，由辐射元，介质层和参考地三部分组成。

与天线性能相关的参数为辐射元的长度L,辐射元的宽度W,介质层的厚度h,介质的相对介质电常数& r ，介质的长度和宽度。

1.3辐射机理理论上可以采用传输线模型来分析其性能，假设辐射贴片的长度近似的为半波长，宽度为w,介质基片厚度为h,工作波长为入；我们可以将辐射贴片，介质基片和接地板视为一段长度为入/2的低阻抗微带传输线，在传输线的两端断开形成开路。

由于介质基片厚度hvv入，故电路沿着h方向基本没有变化。

最简单的情况可以假设电场沿着宽度w方向也没有变化。

那么在只考虑主模激励（TM10 模）的情况下辐射基本上可以认为是由辐射贴片开路的边缘引起的。

在两开路的电场可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，由于辐射贴片长度约为半个波长，所以两垂直分量方向相反，水平分量方向相同。

因此，两开路端的水平分量电场可以等效为无限大平面上同相激励的那个缝隙，缝隙的宽度为厶L （近似等于基片厚度h）,长度为w,等效缝隙相距为半波长，缝隙的电场沿着w方向均匀分布，电场方向垂直于w。

1.4微带天线贴片尺寸估算考虑到边缘缩短效应后，实际的辐射单元长度 L 应为L 二—c-2 △ L 式中e 是有效介电常数，△ L 是等效辐射缝隙长度, f ” e 同轴线馈电点的位置，宽度方向上馈电点的位置一般在中心点， 在长度方向上边 缘处（x= L/2 ）的输入阻抗最高。

由以下的公式计算出输入阻抗为 50欧姆的馈 电点位置： L12HFSS 设计环境概述2.1模式驱动求解。

宽带圆极化天线设计探究摘要：圆极化天线相比于线极化天线具有减少极化不匹配、降低多径干扰和遏抑法拉第旋转效应等优点，因此，本文旨在对低剖面宽带圆极化天线进行研究，以满足先进移动通信和卫星通信等系统的需求，该研究具备广阔的应用前景。

关键词：宽带圆极化；天线设计；1 宽带圆极化天线优势分析1.1圆极化天线可以有效降低多径干扰效应带来的影响在电磁波的传播路径中，除了空气之外还存在大型建筑、地面和高山等物体，当电磁波遇到这些物体后会发生反射和透射等现象，电磁波的强度、方向和极化等属性可能会发生一定的改变。

这些电磁波的变化都会对无线通信系统的传输质量造成一定的影响，使信息的有效传递面对极大的挑战，相对于线极化天线，圆极化天线可以很好的应对这些挑战。

1.2圆极化天线可以有效降低法拉第效应带来的影响在卫星通信中，当电磁波穿过电离层时，电离层中离子化的带状区域会使电磁波的极化角度发生偏转，对低频工作的电磁波影响尤为明显。

这种极化角度的偏转对线极化电磁波的影响是巨大的，很有可能导致线极化的接收天线无法有效的接收信号，而圆极化电磁波由于其自身具有自旋方向的原因，可以极大的减少法拉第效应对其的影响。

1.3 圆极化天线可以有效的应对极化失配现象以提高信号质量在天线装配过程中，线极化天线需要严格的进行固定角度的装配，而圆极化天线在装配过程中，发射天线和接收天线之间不需要严格的按照角度进行装配。

这是因为线极化天线如果没有按照固定角度进行装配时，天线工作过程中会出现极化失配的现象，导致信号质量变差甚至无法接收信号，而圆极化天线由于其具有自旋的特点，则不需要特别担心这个问题。

圆极化天线可以有效的应对极化失配现象以提高信号质量。

因为圆极化电磁波可以分解为两个相互正交的线极化波（振幅相同，相位正交），即圆极化电磁波可以由两个相互正交的线极化波组成。

因此，圆极化天线可以有效的对线极化电磁波进行接收，从而在一定程度上减弱天气和多径反射等干扰，广泛的应用于雷达和卫星等通信系统中。