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基于Ansoft HFSS 的圓極化微帶共形陣天線設(shè)計

文章來源: ANSYS 2011中國用戶大會優(yōu)秀論文    錄入: mweda.com   

    采用Ansoft HFSS v12 軟件對共形陣天線單元電性能進行了仿真分析。圖3 為單元天線電壓駐波比隨頻率變化的曲線;圖4 為單元天線軸比隨頻率變化的曲線;圖5 為在中心頻率1.575GHz 處,單元天線E 面(yoz 面)和H 面(xoz 面)方向圖仿真結(jié)果。


圖3 單元天線電壓駐波比隨頻率變化曲線(Z0 = 67 Ω)

    由圖3 可見,在 1.575GHz ± 5MHz 頻率范圍內(nèi),單元天線電壓駐波比小于1.5,滿足指標要求。


圖4 單元天線軸比隨頻率變化曲線

    由圖4 可見,單元天線軸比小于3dB 的頻率范圍是1.572GHz ~ 1.578GHz,即3dB 軸比帶寬約為6MHz。


 圖5 單元天線方向圖仿真結(jié)果 (a) E 面   (b) H 面 

    2.3 饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

    饋電網(wǎng)絡(luò)采用的是并聯(lián)側(cè)饋結(jié)構(gòu),由三級T 型二等功分器組成。由上述單元天線設(shè)計結(jié)果可得,其饋電端輸入阻抗為67Ω,而設(shè)計指標要求陣列天線輸入阻抗為50Ω。為了實現(xiàn)阻抗匹配,就需要通過λg/4 阻抗變換線進行阻抗變換。圖6 為所設(shè)計的第一級T 型二等功分器結(jié)構(gòu)圖。


圖6  第一級T 型二等分功分器結(jié)構(gòu)示意圖 

    如上圖,2、3 端口直接與單元天線相連可組成二元陣天線,而1 端口則與下一級二等功分器相連。經(jīng)過計算并仿真分析,可得第一級功分器輸入線(1 端口)的寬度為2.7mm,阻抗變換線的特性阻抗為81.9Ω、寬度為1.2mm,長度λg/2 為66.6mm。類似地可以設(shè)計第二級、第三 級二等功分器,最后完成1 分8 等幅同相饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。

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