极化可重构微带天线的研究

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近些年随着无线通信向大容量、多功能、超宽带的方向发展,作为无线通信核心器件之一的天线得到了越来越多的重视。极化可重构天线作为一种新型的天线得到了国内外广泛的关注。极化可重构天线可以根据实时环境的变化选择合适的极化方式,这样就能够有效的减少极化失配带来的功率损失,增强信号的抗干扰能力,提高系统的传输效率。本文对极化可重构微带天线做了一些初步的探索。本文首先阐述了所设计天线中用于馈电的Wilkinson功分器的原理与设计方法,然后根据圆极化可重构天线的两种设计实现方法,利用Wilkinson功分器分别设计了正交双馈的圆极化可重构微带贴片天线和带简并模分离单元的单馈圆极化可重构微带贴片天线。最后通过将两种馈电方式有机结合,让天线在正交双馈模式下辐射圆极化波,而在带简并模分离单元的单馈模式下辐射椭圆极化波,而且还能够实现左旋与右旋的切换。这种轴比与旋向均可重构的微带贴片天线可在一定程度上减小去极化环境造成的极化失配,从而有效的提高通信系统的性能。随后又设计了一种圆极化可重构圆环微带缝隙天线。它同样使用Wilkinson功分器设计馈电网络,并通过在地板上开一个圆环缝隙以及加入适当的简并模分离单元来实现辐射圆极化波。该天线克服了微带贴片天线只能产生单向方向图的缺点,可以产生双向方向图。本文所设计的轴比与旋向均可重构的微带贴片天线和圆极化可重构圆环微带缝隙天线都利用Ansoft HFSS进行了仿真并且加工制作成了实物并进行了测试。仿真与测试结果基本吻合。
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