论文部分内容阅读
伴随卫星通信、移动通信及全球定位系统的发展,各种通信设备对天线的要求也在不断提高。本文主要研究L波段小型化天线,论文基于圆极化天线理论,提出了利用微带天线实现双频圆极化性能的方法,通过单层介质板上的多片组合方式,设计了双频微带圆极化天线阵。对应用于L波段的LTCC(低温共烧陶瓷技术)小型化天线亦进行了一定程度的研究。 对于双频微带圆极化天线阵的设计,本文以微带天线理论为基础,利用分离简并模的方法,采用切角微扰、偏置馈电和微带介质天线技术设计出了工作于高频1.592GHz和低频1.2685GHz的两圆形圆极化贴片天线,并实现两单元天线的3dB波束宽度大于100°。同时以低频圆形贴片天线单元为子阵,通过外接一分四功分器,设计出工作于1.2685GHz的四单元低频天线阵列,并通过在此阵列天线中心添加1.592GHz圆极化单元天线,组成双频圆极化微带阵列天线。为了最终能够实现天线良好的圆极化性能和合理布局,本文亦对高频天线单元进行了小型化的设计。最终实现双频阵列天线在高频带宽1.57GHz~1.62GHz频率范围内回波损耗<-15dB,相对阻抗带宽3.3%,轴比小于2.9dB;在低频带宽1.24GHz~1.28GHz频率范围内回波损耗<-15dB,相对阻抗带宽4.7%,轴比小于2.8dB。 LTCC天线分别采用介电常数为14的ULF140的陶瓷材料和南玻公司生产的介电常数为34.7的陶瓷材料,设计出了两个工作于1.575GHz的LTCC平面曲折线型天线。仿真结果表明采用高介电常数陶瓷材料设计的天线尺寸较小,有利于天线小型化设计;在天线工作频段1.535GHz~1.61GHz的频段内,两者增益均大于2dB且反射系数位于-15dB以下,相对阻抗带宽为4.7%,绝对带宽>50MHz。 最后对全文的工作加以总结,并提出了有待于进一步研究和改进的几个问题。