创新X波段双极化介质谐振器天线设计：高隔离度与性能优化

本文档深入探讨了低交叉极化高隔离度的双极化介质谐振器天线（DRA）的设计与研究。作者汤小蓉、钟顺时和孙竹来自上海大学通信与信息工程学院，他们提出了一种创新性的X波段双极化设计，旨在解决在高频波段上实现双极化工作所面临的挑战，尤其是空间紧凑性和极化馈电端口间的耦合问题。 传统的介质谐振器天线因其尺寸小、成本低、无导体损耗和易于激励等优点受到广泛关注。然而，要在DRA中实现双极化，特别是在高频范围内，需要精细的设计策略。文献中提到的方法包括不同的馈电方式，如口径耦合馈电（通过开“十”字或错开狭缝）、微带线近耦合、探针馈电以及混合馈电。例如，文献[2]采用微带线近耦合方法，虽然能实现-20dB的端口隔离度，但存在零阶模耦合较强的问题。 为了提高隔离度，文中提到的技术有： 1. 口径耦合馈电：通过在地板上布置“T”字型排列的正交口径，可以显著减少两个端口之间的耦合，实现约-30dB的端口隔离度，如文献[3]所示。 2. 混合馈电：结合不同类型的馈电方式，如文献[3]和[4]分别采用口径耦合加CPW馈电和口径耦合加临近耦合，都能达到类似-30dB的隔离度。 3. 平衡馈电：文献[5]采用了平衡探针技术，通过抑制DRA中的零阶模，实现了-40dB的高隔离度，这是目前文献中提到的最高水平。 这种新型双极化DRA的设计目标是在保持高增益（每个极化达到6.5dB）的同时，提供宽阻抗带宽（800MHz）以及优秀的性能指标，如低至-40dB的交叉极化电平和-10dB以下的回波损耗。这对于合成口径雷达（SAR）和无线通信系统中的应用具有重要意义，因为它允许同时在两个正交方向上进行有效的信号传输，且能有效抑制干扰，提升系统的整体性能。