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天线作为无线通信系统的信号收发部分,既是系统工作的始端,也是系统的终端。通信技术的快速发展对天线的性能也提出了更高的要求。除了要实现工作频带内稳定增益和方向图,易加工低成本,同时也需要更宽的带宽和更小的尺寸。圆极化天线由于可以抑制多径效应和降低极化失配,具有传统的线极化天线难以匹敌的优势,如今已经被广泛运用卫星通讯,全球定位,射频识别等现代无线通信系统中。本文采用基于电偶极子和磁偶极子的方向图互补原理来获得性能优良的天线设计,研究了全向和定向圆极化天线的实现。完成的主要研究工作如下:(1)设计了一款基于电流环-电偶极子的宽带左旋圆极化全向天线,设计的阻抗和轴比带宽达到了20%以上。在满足性能要求的频带内,天线的左旋极化增益均大于1d B,交叉极化大于15d B以上,在水平面内实现全向辐射,不圆度小于1d B。(2)设计了一款基于电流环-磁流环的左旋圆极化天线。天线的高度仅为0.02max?,阻抗带宽为2%,天线具有优良的轴比特性,超过10%,工作频段内天线的左旋极化增益大于1d B,实现在水平面内全向辐射。(3)设计了一款基于电磁偶极子的宽带低剖面左旋圆极化定向天线,天线的阻抗带宽达到了33.7%,轴比带宽为22%。在最大辐射方向上,天线带宽内增益大于6.5d B,最大增益为7.8d B,交叉极化大于20 d B,天线和E面和H面的方向图都为对称稳定的心形方向图,波束宽度大于600,前后比大于15d B,具有良好的定向辐射性。(4)采用两组电磁偶极子,对二者进行90度的相位差馈电。天线的阻抗带宽为2.2%,轴比带宽为1.1%,空间辐射同样为心形的方向图。在天线的轴向方向,带宽内增益大于3d B,最大增益为4.6d B,交叉极化大于15d B,带宽和增益较上一款天线小了很多,这是小型化带来的不可避免的损失。其波束宽度大于1350,波束宽度较宽,前后比大于15d B,可以视为基本覆盖整个上半平面空间,定向性良好。使用HFSS2019电磁仿真软件进行建模、仿真和优化,通过仿真数据对所设计天线进行理论分析,描述了天线的设计方法及工作原理。本文所设计的天线具有宽带、小型化、高增益和辐射稳定特点,适合应用于无线通信设备中。