【摘 要】
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为满足现代无线通信技术的发展需求,具备尺寸小、损耗低、频带宽等优点的介质谐振器天线（Dielectric Resonator Antenna,DRA）得到了广泛的研究和应用。由于圆极化天线能够抗多径反射和雨雾干扰,并且因电离层法拉第旋转效应导致的极化畸变能够被其消除,因此,以圆极化介质谐振器天线为核心,研究了其双频、宽频的实现方式,以及基于极化转化超表面实现圆极化的方式。具体内容如下:1.设计了一
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为满足现代无线通信技术的发展需求,具备尺寸小、损耗低、频带宽等优点的介质谐振器天线（Dielectric Resonator Antenna,DRA）得到了广泛的研究和应用。由于圆极化天线能够抗多径反射和雨雾干扰,并且因电离层法拉第旋转效应导致的极化畸变能够被其消除,因此,以圆极化介质谐振器天线为核心,研究了其双频、宽频的实现方式,以及基于极化转化超表面实现圆极化的方式。具体内容如下:1.设计了一款双频圆极化介质谐振器天线。天线采用缝隙耦合馈电,通过金属地上的两个大小不同的圆环缝隙与微带线耦合,使圆柱形介质谐振器在两个频点处谐振,从而工作于双波段。在圆环缝隙的斜对角45°处增加不等长正交枝节,激励天线内部的正交模,从而实现其圆极化性能。对天线进行加工与测量,测量结果表明,天线具有良好的谐振特性,能够工作于8.58 GHz-9.82 GHz和12.36 GHz-13.50 GHz两个频段,相对带宽分别为13.7%和8.7%;并且在9.53GHz-10.15 GHz和12.15 GHz-13.18 GHz频段,分别实现6.89%和7.92%的轴比带宽,天线在此频段内,能够实现双频圆极化辐射。2.设计了一款宽频圆极化介质谐振器天线。天线采用混合型结构,通过两种不同材质、不同形状的陶瓷材料相互嵌套的方式,使天线工作带宽明显拓宽。天线采用缝隙耦合馈电,在金属地上开斜45°非等长正交斜缝,激励天线的圆极化性能。对天线进行加工与测量,得出其能够工作于11.21 GHz-13.9 GHz,相对带宽为21.52%;轴比带宽为11.21 GHz-12.61 GHz,相对带宽为11.76%,在此频段内,天线能够实现宽频圆极化辐射。3.设计了一款加载线-圆极化超表面的介质谐振器天线。在耶路撒冷十字架基本结构的基础上设计了一款线-圆极化转化表面单元,经仿真,该单元能够实现20.17 GHz-22.24 GHz范围内的线-圆极化转化。将该单元周期排布后,斜45°放置于线极化介质谐振器天线的上表面。仿真结果表明,天线工作于20.61GHz-22.44 GHz,相对带宽为8.71%;轴比带宽为20.49 GHz-21.14 GHz,相对带宽为3.10%,在此频段内,天线实现了线极化向圆极化的转换。
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