文档介绍：硕士专业学位论文

论文题目圆极化阵列天线的研究和设计
研究生姓名于超
指导教师姓名郭辉萍
专业名称电子与通信工程
研究方向射频与无线通信
论文提交日期 2013 年 4 月
圆极化阵列天线的研究与设计中文摘要
圆极化阵列天线的研究与设计
中文摘要
近年来,无线通信技术得到了长足的发展。天线作为通信系统的关键部件,其性
能直接影响着无线通信系统的通信质量。随着卫星通信,雷达,移动通信,RFID 等
通信技术的广泛应用,电磁环境日益复杂,单一极化天线已经无法满足需求。圆极化
天线具有接收任意来波,旋向正交性,抗干扰能力强等特点,因此受到广泛关注。本
文研究一款圆极化阵列天线,用于地下通信。地下通信是指将天线设置在地下,矿井
或隧道中的无线电通信。地下通信需要天线具有高增益和圆极化特性,高增益能够很
好的抵抗岩层对电磁波的吸收以及传输损耗。圆极化抑制环境变化所产生的干扰。
本文在圆极化天线的实现方法及阵列天线理论的基础上,设计了工作于
的圆极化阵列天线。文中采用四个相同的圆极化单元作为主辐射体,以环形功分器为
馈电网络,形成幅度相等相位相差 90o 的四路信号激励辐射单元,由此实现了圆极化
特性。
本文采用圆形微带贴片作为其基础结构,设计了圆极化单元天线,然后将圆极化
天线单元应用到阵列天线中。天线设计在相对介电常数为、厚度为 3mm 的介质
基板上,通过仿真优化,得到该天线的中心频率为 ,主辐射方向上增益为
,3-dB 轴比带宽 7%,相对带宽 9%。最后加工制作了两个实物天线,天线的
实际尺寸为:90*90mm2,使用矢量网络分析仪和微波暗室测量。测量结果表明:天线
一的增益为 ,3-dB 轴比带宽 %,相对带宽 28%。天线二的增益为 ,
时回波损耗为-。本设计用较小的尺寸实现了较高的增益,结构紧凑并
且易于集成。要说明的是:本微波暗室对 5GHz 左右的测试没有校准,所以增益和轴
比测试结果仅供参考,但回波损耗和方向图测试是可靠的。
关键词:圆极化,高增益,阵列

作者:于超
指导老师:郭辉萍

I
Abstract The Design of a Circularly Polarized Antenna Array
The Design of a Circularly Polarized Antenna Array
Abstract
In recent years, munication technology has been developed considerably.
As a key member of munication system, Antenna’s performance directly affects the
communication quality of a munication system. With the wide application of
munications, radar, munications, RFID and munication
technologies, ic environment has been plex. Therefore, a single
polarized antenna could not meet demand. Circularly polarized antenna can receive any
wave and has the characteristics of rotation orthogonal and anti-interference. So it gets
extensive concern. In this paper, a circularly polarized antenna array for underground
communication has been proposed. In munication system, antenna is
fixed in underground mines or tunnels. A high-gain antenna have the characteristics of
good resistance to absorption of the rock and transmission loss. At the same time,
circularly polariza