用于移動通信的新型寬帶全向圓極化天線研究
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3 結果與分析
根據仿真結果制作了天線模型，如圖2(a)所示。四個矩形環天線印制在介電常數為3.2的柔性介質板上，選取介質材料Panasonic R-F775, 厚度為0.05mm，以便于彎曲成柱形；寬帶巴倫結構印制在介電常數為2.2的介質板上，選取介質材料Taconic TLY-5,厚度為0.8mm，通過同軸線在中心饋電，如圖1（c）中“饋點”；最后將巴倫結構和輻射環在主輻射環中部焊接以保證其良好的導電性能。此外，在天線制作過程中利用泡沫固定金屬反射柱使其鑲在柔性介質柱內部，同時泡沫還起到了加固空心介質柱的作用。
首先，在沒有金屬反射柱的情況下對天線進行了仿真分析，圖3給出了回波損耗和軸比性能。增加了金屬反射柱后，回波損耗-頻率特性和軸比-頻率特性如圖3所示。觀察圖3（b）可知金屬反射柱對天線的軸比性能產生很大的影響。測試表明此天線結構在39.2% (1.68 GHz-2.52 GHz)的頻帶范圍內回波損耗大于10dB，在35.3% (1.75 GHz-2.5 GHz)的頻段范圍內軸比小于4dB。由于制作工藝和測試場地的限制，測試結果和仿真結果存在一定的差異。
圖4給出了測試得到的在水平面上的輻射方向圖，從圖中可看出此全向圓極化天線在低頻端（1.75GHz）和高頻端（2.45GHz）均具有良好的全向特性和軸比特性。
在研究了單元天線的基礎上，本論文進一步對高增益天線陣列做了研究，以滿足現代移動通信對增益的要求。圖2 (b) 給出了四單元天線陣模型。
(a) (b)
圖2 天線單元和四單元天線陣模型 (含饋電結構)
圖3 仿真和測試結果 （a）回波損耗 （b）軸比
圖4 水平面方向圖（a）1.75GHz （b）2.45GHz
4 結論
本文給出了一種用于移動通信的寬帶全向圓極化天線的設計方法。通過增加金屬反射柱大大改善了天線的圓極化性能，寬帶巴倫饋電結構保證了寬頻帶內的阻抗匹配。仿真和測試表明此全向圓極化天線的帶寬約為35%。此外，此天線結構還具有小截面、低制作成本，便于實現天線陣列等優點，因此具有廣闊的應用前景。
參 考 文 獻
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