設(shè)計(jì)4：圓極化微帶天線(xiàn)設(shè)計(jì)

1、單饋電圓極化天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)原理 同軸線(xiàn)的饋電點(diǎn)位于輻射貼片的對(duì)角線(xiàn)位置時(shí)，可以激發(fā)TM10和TM01兩個(gè)模式如果讓輻射貼片的長(zhǎng)寬相同，這樣激發(fā)的兩個(gè)模式的頻率相同、強(qiáng)度相等，而且兩個(gè)模式電場(chǎng)的相位差為零。若輻射貼片諧振長(zhǎng)度Lc，微調(diào)諧振長(zhǎng)度：L=Lc+aW=Lc-a。前者對(duì)應(yīng)容抗，后者對(duì)應(yīng)感抗，調(diào)節(jié)a的值，使每一個(gè)阻抗實(shí)部和虛部相等（B=G），則兩阻抗大小相等，相位分別為-45和+45，這就滿(mǎn)足了圓極化條件單饋電圓極化天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)原理W=Lc-aL=Lc+axyhFR4 Epoxydpdpd右旋圓極右旋圓極化饋電點(diǎn)化饋電點(diǎn)左旋圓極左旋圓極化饋電點(diǎn)化饋電點(diǎn) Kalio和Carver Coffey研究證明，

2、理論上當(dāng)L/W=1.029即a=0.0142LC時(shí)，TM01和TM10兩個(gè)模式的相位差為90o由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可以得到，此種結(jié)構(gòu)的50饋電點(diǎn)位于貼片對(duì)角線(xiàn)上，且饋電點(diǎn)和輻射貼片頂點(diǎn)的距離dp在（0.350.39）d之間。設(shè)饋電點(diǎn)到貼片中心距離為L(zhǎng)1，則L1在（0.110.15）Lc之間單饋電圓極化天線(xiàn)設(shè)計(jì)要求類(lèi)型范圍：右旋圓極化GPS接收天線(xiàn)中心頻率：1.575GHz波的軸比：小于2.0dB饋電類(lèi)型：?jiǎn)吸c(diǎn)饋電介質(zhì)基片：1.6mm的FR4 Epoxy單饋電圓極化天線(xiàn)設(shè)計(jì)步驟仿照設(shè)計(jì)2方法計(jì)算諧振頻率1.575GHz輻射貼片初始尺寸： L=W=Lc=46.1mm 設(shè)置微調(diào)長(zhǎng)度a=0.0143Lc估算輸入

3、阻抗50的同軸饋電點(diǎn)位置： x，y方向距貼片中心均為L(zhǎng)1=0.15L=6.9mm使用HFSS仿真參數(shù)和優(yōu)化功能給出諧振頻率為1.575GHz貼片天線(xiàn)的實(shí)際尺寸和實(shí)際饋電位置使用HFSS優(yōu)化功能求的滿(mǎn)足下列要求的貼片尺寸和饋電位置： S11 -20dB，軸比小于1dB單饋電圓極化天線(xiàn)HFSS仿真將設(shè)計(jì)3的設(shè)計(jì)文件Dual_Patch.hfss改為CP_Patch.hfss并保存添加并修改設(shè)計(jì)變量修改端口位置：選中Port和Feed Center Position：-L1，L2，0mm更改求解頻率和掃頻范圍 中心頻率：1.575GHz 掃頻范圍：1.3GHz1.8GHzH1.6mmL0Lc-Del

4、taW0Lc+DeltaL16.9mmLength50mmL2L1Lc46.1mmDelta0.0143*Lc查看天線(xiàn)的諧振點(diǎn)mf1.53GHzS11-16.89dB 在初始尺寸下的諧振頻率為在初始尺寸下的諧振頻率為1.53GHz1.53GHz，而設(shè)計(jì)要求中心頻率為，而設(shè)計(jì)要求中心頻率為1.575GHz1.575GHz，因此需要參數(shù)掃描分析諧振頻率和，因此需要參數(shù)掃描分析諧振頻率和LcLc的關(guān)系的關(guān)系查看天線(xiàn)諧振頻率和天線(xiàn)尺寸的關(guān)系添加參掃添加參掃Lc：范圍：范圍44mm45.2mm，間隔，間隔0.1mm分析結(jié)果：分析結(jié)果：諧振頻率隨諧振頻率隨Lc的變大而降低的變大而降低 ； 當(dāng)當(dāng)Lc在在44

5、.4mm44.5mm之間時(shí)，諧振頻率在之間時(shí)，諧振頻率在1.58GHz1.57GHz之間之間查看輸入阻抗和饋電位置的關(guān)系查看當(dāng)查看當(dāng)Lc=44.45mm時(shí)的輸入阻抗時(shí)的輸入阻抗 當(dāng)工作頻率為當(dāng)工作頻率為1.575GHz時(shí)，輸入阻抗為（時(shí)，輸入阻抗為（32.34+j8.51），要使輸入阻抗為要使輸入阻抗為50 左右，則左右，則L1的值必須大于初始值的值必須大于初始值6.9mm。實(shí)部實(shí)部虛部虛部查看輸入阻抗和饋電位置的關(guān)系添加添加L1的參掃：范圍的參掃：范圍7.4mm9mm，間隔，間隔0.2mm分析結(jié)果：分析結(jié)果：輸入阻抗隨輸入阻抗隨L1的變大而變大的變大而變大 ； 當(dāng)當(dāng)L1=8.8mm時(shí)，輸入阻抗約為時(shí)，輸入阻抗約為50優(yōu)化分析名稱(chēng)名稱(chēng)符號(hào)符號(hào)范圍范圍條件條件優(yōu)化變量?jī)?yōu)化變量L18mm9mmLc44mm45mm目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)dB(S(1,1)Freq