S波段小型化高增益宽带圆极化天线阵研究

"通信与网络中的高增益宽带圆极化微带天线阵研究" 在通信与网络领域，高增益宽带圆极化微带天线阵的研究至关重要，这主要是因为现代通信系统对天线的性能要求越来越严格。传统的微带天线尽管在尺寸、频率响应和增益等方面取得了一定的进步，但往往难以同时实现小型化、高增益和宽频带等多重优势。为解决这一问题，本文提出了一种创新的圆极化微带阵列天线设计，旨在兼顾小型化、高增益和宽频带的需求。 该研究首先介绍了微带天线技术的最新发展趋势，指出在便携式通信设备中，天线不仅需要小型化，还要具备宽频带和高增益的特性。为改善这些性能，作者们设计了一种新型的S波段小型化宽带圆极化天线阵，其尺寸仅为295 mm × 210 mm，这在保持良好电性能的同时显著减小了天线的体积。 在设计过程中，研究人员利用微带天线的基本原理，通过调整匹配枝节来优化阻抗，借助Ansoft HFSS软件进行仿真，简化了天线阵的设计流程。这种优化方法使得天线阵能够在保证高效能量转换的同时，实现更宽的电压驻波比带宽（12.25%）和圆极化轴比（小于3 dB，带宽达到9.4%），相比文献中的数据有显著提升。 圆极化天线在实际应用中具有显著优势，比如可以接收任意极化的信号，适用于电子侦察和干扰任务；其旋向正交性在通信、雷达的极化分集以及电子对抗中有广泛应用；并且在移动通信和GPS系统中，圆极化能够有效地减少雨雾干扰和多径反射的影响，提高信号的稳定性和可靠性。 在天线单元的设计中，研究者特别关注如何激发两个正交极化的电磁波，这是实现圆极化的关键。通过精心设计，天线单元能够产生旋转的电磁场，从而确保了圆极化波的发射和接收。 这项研究成功地开发了一种小型化、高增益、宽频带的圆极化微带天线阵，它不仅在理论分析上有所创新，还在实验样机的电特性测试中验证了其优越性能，为未来通信与网络领域中的天线设计提供了新的思路和技术支持。