HFSS圆极化阵列天线设计：从理论到实践

当下，人类生活的信息时代正在进行着翻天覆地的大变革，无线通信技术日新月异，移动通信4G时代的到来更加推动了无线通信技术的发展。

作为无线通信系统中最为重要的部分之一，天线也得到了飞速的发展。过去相当长的一段时间内，传统的简单天线一直发挥着其稳定的作用服务于无线通信系统。但是近年来，由于天线使用平台的特殊要求，传统的单一的线极化天线已经不能满足实际的要求，圆极化天线越来越受到人们的重视。

当前圆极化微带天线的研究课题有高增益圆极化天线、双圆极化微带天线、宽频带圆极化微带天线等。本文研究设计了一个高增益圆极化微带天线阵列，工作在中心频率8.3GHZ。

一单元天线设计

如下图所示，实现圆极化的方法有切角等方法，这里不再赘述

本文设计的采用经典图1的方法，采用背部馈电，之所以没用微带线馈电，是因为微带线电流辐射会影响到天线，采用背部馈电，组成馈电网络时影响最小。单元如下图

下图是对关键参数的扫描，关键参数有切角宽度，方形贴片宽度，同轴线位置等，下面只给出贴片长度对s11和AR的影响

经过hfss软件优化器的运算，得出最优解如下图

二阵列设计

单元设计完成，接下来是阵列，根据阵列理论，影响性能的因素较多，间距，馈电网络等都会产生很大影响，经过不断调试，最终阵列为4X4，如下图

本次设计阵列采用双层基板，基板中间是地板，背面的馈电如下图，同时给出电流分布

下面是阵列主要指标，s11，AR，增益等

以上三图可知，谐振点在8.3GHZ左右，轴比AR小于3dB,3dB宽度较窄，SLL在14dB，可以根据要求调整阵列，实现更小的SLL

三 总结

本文提出一种4X4的阵列，效果较好，容易加工。

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