高隔離度雙極化微帶天線(xiàn)的設計

2.2天線(xiàn)的仿真分析及優(yōu)化

利用電磁仿真軟件HFSS對天線(xiàn)進(jìn)行仿真和優(yōu)化，以此來(lái)確定天線(xiàn)的結構尺寸。優(yōu)化后的結構尺寸如表1所示。仿真得到的兩個(gè)端口的S參數如圖2，3所示，圖2表明端口1的-10dB阻抗帶寬為1GHz,從16.45GHz至17.45GHz，端口2的-10dB阻抗帶寬為850MHz，從16.55至17.40GHz。從圖3可以看出，天線(xiàn)表現了高隔離度的特性，其兩端口的隔離度在頻帶范圍內低于-40dB，在頻點(diǎn)16.5GHz上達到-56dB。

圖4給出了天線(xiàn)在兩個(gè)主極化方向x-z面和y-z面的方向圖，從圖中可以看出，天線(xiàn)具有良好的交叉極化特性，這也是天線(xiàn)饋電端口的高隔離特性決定的。該天線(xiàn)的各指標均良好，完全能滿(mǎn)足工程的需要。

表1天線(xiàn)結構尺寸表（單位mm）

圖2天線(xiàn)的反射損耗

圖3天線(xiàn)兩端口的隔離度

（a）x-z面的方向圖

（b）y-z面的方向圖

圖4雙極化天線(xiàn)的方向圖

3降低天線(xiàn)后瓣的研究

很多介紹采用H槽耦合方式饋電的雙極化微帶天線(xiàn)的文獻都沒(méi)有考慮天線(xiàn)后瓣的問(wèn)題[4]，工程上我們需要前后比要盡量大，由于H槽開(kāi)在反射地板上，不可避免的產(chǎn)生比較強的后向輻射，因此，我們考慮在最下層再加一層介質(zhì)板和反射地板，以此來(lái)減少后向輻射來(lái)降低天線(xiàn)的后瓣，所加介質(zhì)板厚度為0.254mm。如圖5所示，這樣，H槽耦合饋電線(xiàn)就成了帶狀線(xiàn)饋電，其寬度變?yōu)?.42mm，根據需要，我們在饋電線(xiàn)上加了一個(gè)匹配枝節來(lái)達到端口的匹配。枝節的寬度和饋電線(xiàn)一致，主要調節它的長(cháng)度來(lái)達到匹配。

圖5加反射地板的天線(xiàn)結構