毫米波圆极化微带天线设计与优化

"这篇文档是关于圆极化微带天线设计的硕士论文，主要讨论了如何通过改进方法提升宽角轴比，适用于毫米波通信领域。文中详细介绍了圆极化天线的重要性和产生机制，并列举了几种实现圆极化辐射的方法。" 圆极化微带天线在无线电通信中具有重要地位，尤其是在航天飞行器的通讯测控系统中，因为它们需要轻便、体积小、成本低且能够适应飞行器姿态变化的圆极化天线。微带天线因其独特的特性，成为满足这些要求的理想选择。圆极化波的产生主要依赖于贴片形状和馈电模式，例如当馈电点位于贴片的对角线上时，可以同时激发两种正交的极化模式，从而产生圆极化波。 圆极化波有两个关键性质：一是其瞬时电场矢量轨迹形成一个圆，根据电场矢量旋转方向分为左旋圆极化波（LCP）和右旋圆极化波（RCP）；二是圆极化波可以分解为两个相位差90度的等幅线极化波。因此，设计圆极化天线的核心在于产生这两个空间正交且相位相差90度的线极化分量。 在实现圆极化辐射的方法中，文献提到了几种常见策略，包括一点馈电的单片圆极化微带天线、正交馈电的单片天线、曲线微带结构的宽频带天线以及微带天线阵列。其中，针对矩形微带天线的宽角轴比改进是提高天线性能的关键，通过调整贴片形状、馈电方式或添加辅助结构，可以改善天线的轴比性能，使其在更宽的角度范围内保持良好的圆极化特性。 在3.4节中，具体讨论了矩形微带天线的电场辐射表达式，并给出了解析公式，如式(3.4.1)至(3.4.3)，用于计算不同模态的场强。这些公式对于理解和优化圆极化微带天线的性能至关重要。通过这种方式，设计师可以调整参数以获得期望的宽角轴比，从而提高天线在实际应用中的效率和可靠性。 这篇论文深入探讨了圆极化微带天线的设计原理和改进方法，对于毫米波通信领域的研究者和工程师来说，是一份宝贵的参考资料。它详细阐述了如何利用数学模型和物理原理来优化天线性能，对于提升天线在各种环境条件下的工作效果具有实际指导意义。