双极化混合馈电微带贴片天线

双极化混合馈电微带贴片天线安廷一章文美一(山西大学物理和电子工程学院，太原030006)1选择：提出了一种新的双极化混合馈电微带片天线，该天线采用探针馈电和孔径耦合混合馈电方法，结合“t”馈线提高了端口隔离器，提高了“Hour glass”槽的输入端口阻抗特性。使用业务软件设计器(Sv)模拟天线的电气特性，天线的谐振频率为2.40GHz，端口1和2的反射损耗分别为-26.97dB和-25.45dB，端口分离为-22.28dB。关键字：双极化、混合馈电、微带贴片天线基于hybrid structure的双分布式microstrip patch antenna fed by hybrid structureAn tingting1章文件1(college of physics and electronics engineering，Shanxi university of China，Taiyuan 030006) 1abstract : a new dual-polized microstrip patch antenna fed by hybrid structure is presented .in order to improve isotranslation between two ports，Hybrid feed(探测提要和aperture coupled feed)And t shaped microodthe“hour glass”shaped slot是improve the input impedance .the parameters of the antenna are calculated by Ansoft designer(SV)simulation . the center frequency of the antenna is 2.40 GHz，the reresoft designer(SV)keywords : Dual-polarized；混合馈送；Microstrip patch antenna引言1近年来，随着无线通信系统用户的急剧增加，通信信息容量需求的增加，能够有效解决多路径衰落问题的分集天线得到了广泛应用。分集技术的双极化技术是无线通信领域中非常重要的技术，偏振分集是解决无线信道多径衰落的有效方法，偏振复用可以更有效地利用有限的频谱资源。双极化天线可以无干扰地发送或接收两种极化，从而实现频谱重用。到目前为止，双极化微带天线在国内外取得了很大进展。文献1-3提出了孔径耦合馈电双极化天线。其中，1在补片中心打开十字路以实现双极化，2在两个偏移中心打开相互垂直的耦合槽以实现双极化，3使用直槽和c通道实现双极化。文献4-5提出的双极化天线采用混合馈电方式、4探针馈电和微带线馈电相结合的馈电方式、5采用电容耦合馈电和孔径耦合馈电相结合的馈电方式，大大提高了端口分离度。基金项目：国家自然科学基金项目(60771052)；国家博士后基金特别基金(20080244年)；山西省自然科学基金项目(200601029)；太原科技项目(0703004)本文提出了一种采用结合探针馈电和孔径耦合馈电的混合馈电方法的新型双极化混合馈电微带贴片天线，与“t”馈线相结合，改进了端口隔离器，“Hour glass”槽提高了输入端口的阻抗特性。天线的谐振频率为2.40GHz，端口1和2的反射损耗分别为-26.97dB和-25.45dB，3dB相对带宽为2.50%，端口分离为-22.28dB，天线最大增益为3.865dBi。该天线是一种双极化分集天线，在保持光圈耦合贴片天线优点的同时，提供同轴垂直贴片，电缆占用空间小，具有实用价值。2天线设计双极化混合馈电微带贴片天线的结构如图1所示。其中(a)是天线平面图，(b)是天线侧视图。(a)平面图(b)侧视图图1天线结构天线由双层介质板组成，矩形辐射片压印在第一层介质板的顶部，地板和馈线分别位于底部介质板的上方和下方。地板上打开的“Hour glass”形状的插槽提高了输入端口的阻抗特性。馈线使用“t”50W微带开放路径。两层均使用相对介电常数r=3.38、厚度h=0.762mm的罗杰斯材料。天线通过两种方式受到激励：垂直极化端口(port 1)使用探针供给，水平极化端口(port 2)使用光圈耦合供给。混合供应和“t”馈线均可改善端口隔离。双极化混合馈电微带贴片天线大小和50W匹配馈电位置(x1，y1)按公式(1)-(6)计算6。结合孔径耦合的特性，分析了“t”馈线对双端口隔离度的影响，以及馈线参数w1、“Hour glass”插槽宽w3、长L3对天线性能的影响。(1)(2)其中，(3)(4)(5)(6)图2比较了“t”型馈线和普通微带馈线对天线隔离的影响。也就是说，参数w1分别为5mm和2mm，其他参数值为a=32mm、b=32.4mm、l1=37mm、l2=7mm、l3=8mm、w2=2mm、w3=5mm如图所示，如果天线采用“t”形馈线，则表明隔离器增加了约10dB。“t”形馈线主要影响对探测馈电端口特性影响不大的孔径耦合端口的特性。馈线参数w1的变化如图3所示，随着w1的增加，谐振频率略有增加，反射损失逐渐恶化。Hour glass插槽的宽w3、长L3和2端口谐振频率关系如图4、5所示。如图4、5所示。在图4中，如果参数w3发生变更，则其他参数为a=32mm、b=32.4mm、l1=37mm、l2=7mm、l3=8mm、w1=5mm、w2=2mm、w4=1mm在图5中，参数a=32mm、b=32.4mm、l1=37mm、l2=7mm、w1=5mm、w2=2mm、w3=5mm、w4=1mm、w2如图4，5所示，槽宽度w3的变化对端口1的谐振频率产生了很大影响，长L3的变化对端口2的谐振频率产生了很大影响。随着W3的增加，端口1的谐振频率直线下降，端口2的谐振频率略微减少。与W3对2端口谐振频率影响的变化不同，随着L3的增加，端口2的谐振频率直线减少，端口1的谐振频率略有减少，L3大于8mm时谐振频率基本保持不变。图2隔离器对隔离器的影响图3 w1对端口2功能的影响图4 w3和2端口谐振频率图图5 L3和2端口谐振频率图3模拟结果和分析A=32mm、b=32.4mm、l1=37mm、l2=7mm、l3=8mm、w1=5mm、w1=5mm、w3=5mm、w3天线的s参数、辐射特性、增益如图6 8所示。图6模拟天线s参数天线的s参数曲线模拟结果如图6所示。如图所示，天线谐振频率为2.40GHz，端口1和2的反射损耗分别为-26.97dB和-25.45dB，3dB相对带宽为2.50%，2端口分离为-22.28dB。图7显示了频率为2.40GHz时，端口1和端口2为e，h时天线的发射方向。如图所示，天线背面的辐射很小。由于光圈耦合馈电的交叉极化特性优秀，天线端口2的交叉极化比端口1好。天线增益如图8所示，天线的最大增益为3.865dBi。(a)端口1(b)端口2图7天线辐射图案(-co-pol。(e-plane).cross-pol。(e-plane)P co-pol。(h-plane) cross-pol (h-plane)图8天线增益4结论本文提出了一种结合良好反射损耗、端口绝缘、辐射特性和增益的探针馈电和孔径耦合馈电的新型双极化混合馈电微带贴片天线。本文提出的分集天线设计结构简单，参数容易调整，独立性强，制作简单，性能好，可以很好地满足下一代移动通信系统和宽带无线局域网(WLAN)的应用需求。考生文传1 m. barba，a high-isolation，wideband and dual-linear polaralization patch antenna，IEEE transactions on antennas2 s.c.gao、l.w.li、p.gardner and p.s.hall、dual-polized wideband microstrip antenna、electronics letters、3 s.k. pad hi，n.c. karma kar，c.l.law and S. aditya，a dual polaraized aperture coupled circular patch antenna using a C4 y.j.kim、w.yun and y.j. Yoon、dual-frequency and dual-polaralization wide band microstrip antenna、electronics line5 k.l.wong，t.w.chiou，broad-band dual-polized patch antennas fed by capacoitive ly coupled feed and slot-coupled feed6 y.p .章，design and experiement on differential ly-driven microstrip antennas，IEEE transactions on antennas and propagage作者简介：安廷，女性，硕士，主要研究领域是射频及微波通信等。张文梅，女性，教授，博士生导师，IEEE成员，主要研究领域包括电磁场和微波技术。新型树状结构宽带天线刘南王安国(天津大学电子信息工程学院，天津300072)选择：本文提出了一种新型的树状结构宽带天线。这种天线具有体积小、单面低、重量轻等优点。利用无线电电磁仿真软件对天线进行了仿真。模拟结果显示，与中心频率5.2GHz相比，此天线的相对带宽达到43.7% (4.04ghz到6.31ghz)，有效复盖了802.11a工作频率，并可在无线LAN等上使用。本文分析和研究了影响天线性能的一些主要结构参数，这些天线设计对分析结果非常有用。关键字：宽带、树、平面天线anoel tree-sha ped wide band antenna刘南王安-郭(school of electronic information engineering，天津大学，天津300072，中国)Abstract : in this paper，a novel tree-shaped wideband antenna is proposed。it has a lot of merits，such as small size，Low-profile and lightweight . the proposed antenna is simulated by the full-wave electric magefrom the result of the simulation，It is known that its in