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方向回溯天线以全向状态接收来自任意方向的电磁信号，然后无须微处理器和复杂的数字信号处理、仅凭硬件电路即可自动聚拢波束指向来波方向，应用到无线传感器网络节点中，可以提高信号发射强度、降低发射能耗，延长网络的生命周期。在方向回溯天线的角反射器、PON（相位共轭阵）阵等方案中，为适应节点小型化、集成化的要求，选用对阵列单元摆放位置无严格要求的PON阵，利用混频电路获得与来波信号频率相同、相位共轭的反射信号。首先以均匀各向同性媒质中随机摆放的天线单元为阵列模型，根据电磁波传播理论论证了反射信号与来波信号同频反相时天线阵确实能够获得方向回溯功能;方向性是方向回溯天线最重要的技术指标，天线单元的方向性对天线阵整体方向性存在影响。因此，在进行天线阵整体设计前，先对2.45GHz微带天线单元进行仿真。结果表明选用边长为28mm的方形贴片作为辐射体时，天线在工作频带范围内S11参数小于-10dB，最小值为-38dB，具有较好的方向性，可用作方向回溯天线的阵列单元;为解决混频过程中射频信号泄漏，影响天线阵定向准确性的问题，选用镜像抑制混频器作为提高RF/IF信号隔离度、保证天线阵方向性的解决方案。利用ADS软件对组成镜像抑制混频器的3dB定向耦合器，功率分配器，平衡混频器等主要电路进行仿真。通过变量优化方法使得3dB定向耦合器的端口隔离度大于-3.18dB，回波损耗在工作频带内小于-22dB。功率分配器S11参数小于-20dB，在两输出端具有等幅同相输出，为镜像抑制混频器提供两路等功率本振信号。平衡混频器在2.45GHz及各谐波频率处具有良好的功率输出;最后以方形微带天线为阵列单元，考虑到方向回溯天线以全向状态接收来波信号，和简化天线阵结构的要求，结合微带天线方向图仿真结果，拟定天线阵为四单元平面阵结构。用H型馈电网络进行馈电。通过HFSS软件仿真发现四单元天线阵方向性近似为全向，在工作频带内S11最小为-41dB，增益最大值大于10dB，满足方向回溯天线要求。贴片2.45GHz方向回溯天线阵不仅可以用于无线传感器节点，还可用于此频段内其他具有小型化、集成化要求的位置随机的收发设备中。