基于Ansoft HFSS 的圓極化微帶共形陣天線設(shè)計(jì)

    在上述仿真設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加工了天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。經(jīng)調(diào)試后，對(duì)共形陣天線的主要電性能進(jìn)行了實(shí)測(cè)。采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)天線的電壓駐波比和輸入阻抗進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果如圖11、 圖12 所示�？梢�，所設(shè)計(jì)的共形陣天線在所要求的頻段內(nèi)，電壓駐波比小于1.5，且圓極化性能良好。

圖11 共形陣天線實(shí)測(cè)駐波比曲線

圖12 共形陣天線實(shí)測(cè)阻抗圓圖

   進(jìn)一步，在微波暗室遠(yuǎn)場(chǎng)條件下，使用天線遠(yuǎn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)該共形陣天線的軸比、方向圖特性進(jìn)行了測(cè)量。表2 為所得到的天線軸比具體數(shù)值。可見，在中心頻率1.575GHz 處，共形陣天線軸比小于3dB，且該天線具有6MHz 的軸比帶寬。圖13 為中心頻率處，共形陣天線E 面和H 面方向圖實(shí)測(cè)結(jié)果。由圖13 可見，該天線E 面方向圖基本上實(shí)現(xiàn)了所需的“8”字形方向圖，最大零深約 27dB。此外，其H 面方向圖不圓度小于3dB，實(shí)現(xiàn)了全向輻射，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。

表2 共形陣天線軸比實(shí)測(cè)值

圖13 共形陣天線方向圖實(shí)測(cè)結(jié)果 (a) E 面 (b) H面 

    4 結(jié)論

    本文提出了一種圓極化微帶共形陣天線的設(shè)計(jì)方法。利用先進(jìn)的三維電磁場(chǎng)仿真軟件Ansoft HFSS v12 建立了單元天線以及共形陣天線完整的仿真模型，并進(jìn)行了仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終得到了滿足技術(shù)指標(biāo)要求的天線結(jié)構(gòu)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，加工了共形陣天線的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并對(duì)其主要電性能進(jìn)行了實(shí)測(cè)。測(cè)量結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的微帶共形陣天線圓極化性能良好，且具有H 面全向輻射特性。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程驗(yàn)證了本文中所提出設(shè)計(jì)方法的合理性，進(jìn)一步體現(xiàn)了Ansoft HFSS v12 作為高頻電磁場(chǎng)仿真工具的有效性和實(shí)用性。

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