单馈双频圆极化微带贴片天线的设计
单馈法是最简单的实现方式,当同轴线的馈电点位于辐射贴片的对角线位置时,对矩形微带贴片天线产生影响,激励起TMo 1模和TMIo模两个辐射正交极化的简并模,从而在无需外加移相和功分网络的条件下实现圆极化。基于单馈层叠式微带贴片天线结构
的双频圆极化天线设计目标如下:
工作频段:L 1: 1. 575 GHz士5 MHz L2:1.227 GHz士5 MHz
输入阻抗:50欧姆
驻波比:2
极化方式:右旋圆极化
轴比:3dB
1.天线结构
天线的结构如图所示。两层方形介质基板材料均为FR4,其介电常数为4.4,其中下层介质板的下表面为金属接地板。两层微带贴片均为方形切角贴片,下层贴片尺寸较大,谐振在L2频段。上层贴片尺寸较小,谐振在L1频段。天线使用同轴馈电,同轴线的外导体与天线接地板直接相接,内导体穿过天线下层贴片上的通孔与上层贴片相接馈电。各部分结构参数如表所示。
天线上下两层贴片的边长略短于各自谐振频率下的半个介质波长,即贴片的边长决定了贴片的谐振频率因此其介质基板的厚度为h}对于上层贴片而言,下层贴片充当了其反射地板,贴片的切角形状为直角等腰三角形,该等腰直角三角形的直角边长决定天线的圆极化特性。当靠近馈点一侧的切角位于馈点左侧时贴片辐射右旋圆极化波,反之则辐射左旋圆极化波。馈电探针与贴片中心之间的距离是决定阻抗匹配的重要参数,通常它决定天线谐振时阻抗的实部大小,然而对于这种双层贴片,由于馈电位置相对于两层贴片而言并不相同,因此很难在两个贴片工作频率处将阻抗实部均调至50欧姆,因此通常采用折中的结果。
天线方向图结果如下: