双层圆极化微带天线调试经验

双层圆极化微带天线

导师在开学时给了个小项目,需要做一个双频的微带天线,并且该天线不是同时工作在两个频段的,所以考虑做一个双层的天线,采用探针馈电。在调试的过程中也走了不少弯路,所以做以下总结:


馈电网络

为了简化馈电部分,采用3db电桥来为天线馈电,这部分内容在《微波工程》上有详细描述,简单来说就是将一路信号分成等幅同相的两路信号,再通过探针给天线馈电。一个符合需求的3db电桥需要做到,S11小于-10db,S21和S31等幅(3db)相差90°,隔离端通过电阻接地(hfss中设置为集总参数边界条件)。

扫参中, 电桥λ/4的长度会影响中心频率的位置,微调带状线粗细可修正S21和S31的位置。


微带天线

需要调整贴片尺寸以使得频带内S11小于-10db,值得注意的是,当S11的形状为倒置的马鞍形时,取“马鞍”中心的最高点可以使轴比达到最佳,这里一般需要扫参的值是贴片尺寸、馈电网络的长度和馈电点位置。除此以外,探针经过底层贴片时开槽的直径也会大大影响天线的轴比,在得到需要的结果后,再加上隔离端的电阻以获得更好的性能。

在设计前需要考虑好给安装螺钉预留位置,否则仿真完后再加上螺钉又得重头再来一遍。一般选用M3的螺钉较为合适,M2容易滑丝...螺钉与馈电网络的距离尽量大于3倍线宽。

轴比最佳的位置

结果


1268MHz:S11 -11.15db;轴比 1.21db;右旋圆极化增益 5.66db;

1575MHz:S11 -10.45db;轴比 1.75db;右旋圆极化增益 6.25db。

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