使用Ansoft HFSS設(shè)計(jì)圓極化微帶天線(xiàn)陣

    按照上述天線(xiàn)陣元的理論分析所設(shè)計(jì)的天線(xiàn)陣元在諧振頻率、駐波、軸比均滿(mǎn)足陣列設(shè)計(jì)要求。對(duì)天線(xiàn)陣列饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)饋電形式，在饋電網(wǎng)絡(luò)中利用兩級(jí)二功率分配器進(jìn)行饋電，以保證各陣元的饋電電壓的等幅同相，為了達(dá)到最佳匹配效果，加入λg/ 4 阻抗匹配器對(duì)饋線(xiàn)進(jìn)行逐段匹配使整個(gè)天線(xiàn)陣系統(tǒng)的輸入駐波較小，天線(xiàn)效率較高。最終天線(xiàn)陣列的仿真模型如圖2 所示。

圖2 天線(xiàn)陣列的仿真模型

    通過(guò)軟件仿真，可得最終微帶天線(xiàn)陣列的回波損耗(Return Loss) 、軸比Ax 以及E面方向圖，如圖3～圖5 所示。

圖3 微帶天線(xiàn)陣列的回波損耗


圖4 微帶天線(xiàn)陣列的軸比


圖5 E面方向圖

    3 實(shí)測(cè)結(jié)果及比較

    根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，加工了一幅正交饋電方形微帶貼片天線(xiàn)陣，并進(jìn)行了測(cè)試。最終樣品在中心頻率處VSWR = 1.23、Gain = 12.9 dBi、2θ3dB = 40°。圖 6 為微帶天線(xiàn)陣列實(shí)物照片，圖7 為天線(xiàn)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的反射損耗，圖 8 為在微波暗室所測(cè)方向圖。可以看出，仿真值和實(shí)驗(yàn)值比較吻合。 　　

圖6 微帶天線(xiàn)陣實(shí)物照片

圖7 S11測(cè)試結(jié)果

圖8 微波暗室測(cè)試E面方向圖

    4 結(jié)語(yǔ)

    本文應(yīng)用Ansoft HFSS 軟件仿真設(shè)計(jì)了一種工作于2.43GHz 的圓極化方形微帶天線(xiàn)陣，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿 真結(jié)果較好吻合，這說(shuō)明Ansoft HFSS 軟件具有數(shù)學(xué)模型正確、計(jì)算精度高的優(yōu)點(diǎn)，,是一種比較理想的天線(xiàn)設(shè)計(jì)工具，這就為微帶天線(xiàn)設(shè)計(jì)提供了一種可以選擇的高效途徑，極大地簡(jiǎn)化了天線(xiàn)的分析設(shè)計(jì)過(guò)程。

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