设计4：圆极化微带天线设计ppt课件.ppt

单馈电圆极化天线实现原理,同轴线的馈电点位于辐射贴片的对角线位置时，可以激发TM10和TM01两个模式如果让辐射贴片的长宽相同，这样激发的两个模式的频率相同、强度相等，而且两个模式电场的相位差为零。若辐射贴片谐振长度Lc，微调谐振长度：L=Lc+aW=Lc-a。前者对应容抗，后者对应感抗，调节a的值，使每一个阻抗实部和虚部相等（B=G），则两阻抗大小相等，相位分别为-45和+45，这就满足了圆极化条件,单馈电圆极化天线实现原理,Kalio和Carver Coffey研究证明，理论上当L/W=1.029即a=0.0142LC时，TM01和TM10两个模式的相位差为90o,由实际经验可以得到，此种结构的50馈电点位于贴片对角线上，且馈电点和辐射贴片顶点的距离dp在（0.350.39）d之间。设馈电点到贴片中心距离为L1，则L1在（0.110.15）Lc之间,单馈电圆极化天线设计要求,类型范围：右旋圆极化GPS接收天线中心频率：1.575GHz波的轴比：小于2.0dB馈电类型：单点馈电介质基片：1.6mm的FR4 Epoxy,单馈电圆极化天线设计步骤,仿照设计2方法计算谐振频率1.575GHz辐射贴片初始尺寸： L=W=Lc=46.1mm 设置微调长度a=0.0143Lc估算输入阻抗50的同轴馈电点位置： x，y方向距贴片中心均为L1=0.15L=6.9mm使用HFSS仿真参数和优化功能给出谐振频率为1.575GHz贴片天线的实际尺寸和实际馈电位置使用HFSS优化功能求的满足下列要求的贴片尺寸和馈电位置： S11 -20dB，轴比小于1dB,单馈电圆极化天线HFSS仿真,将设计3的设计文件Dual_Patch.hfss改为CP_Patch.hfss并保存添加并修改设计变量修改端口位置：选中Port和Feed Center Position：-L1，L2，0mm更改求解频率和扫频范围 中心频率：1.575GHz 扫频范围：1.3GHz1.8GHz,查看天线的谐振点,m,在初始尺寸下的谐振频率为1.53GHz，而设计要求中心频率为1.575GHz，因此需要参数扫描分析谐振频率和Lc的关系,查看天线谐振频率和天线尺寸的关系,添加参扫Lc：范围44mm45.2mm，间隔0.1mm,分析结果：谐振频率随Lc的变大而降低 ； 当Lc在44.4mm44.5mm之间时，谐振频率在1.58GHz1.57GHz之间,查看输入阻抗和馈电位置的关系,查看当Lc=44.45mm时的输入阻抗,当工作频率为1.575GHz时，输入阻抗为（32.34+j8.51），要使输入阻抗为50 左右，则L1的值必须大于初始值6.9mm。,实部,虚部,查看输入阻抗和馈电位置的关系,添加L1的参扫：范围7.4mm9mm，间隔0.2mm,分析结果：输入阻抗随L1的变大而变大 ； 当L1=8.8mm时，输入阻抗约为50,优化分析,优化分析,优化分析结果,优化分析,查看天线优化后的性能,