用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线.doc
《用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线.doc(3页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第 30卷 第 12期2008年 12月现 代 雷 达Mode rn R ada rVo l. 30 No. 12D ecem be r 200867天馈伺系统3用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线黄斌 ,王建武 ,杨建文 ,汤勇刚(桂林空军学院雷达火控教研室 ,广西 桂林 541003 )【摘要 】 设计了一种新型的宽波束双频双圆极化层叠结构微带介质天线 ,该天线可发射 L 波段的左旋圆极化信号 , 接收 S波段的右旋圆极化信号 。天线通过展宽上下 2层微带贴片的介质衬底 ,从而增大天线的波束宽度 , 3 dB 波束宽度 可达到 160 以上 。同时采用 4馈点馈电的层叠结构 ,使用 2个
2、3 dB 宽带电桥分别对上下 2 层贴片进行馈电 ,实现圆极化 的同时也大大提高了效率 ,而且通过调节馈电的位置可以很容易的实现匹配 ,实验结果表明 ,该天线具有较好的收发隔离 度 ,非常宽的 3 dB 波束宽度 ,而且在波束范围内都有很好的圆极化特性 。【关键词 】 宽波束 ;双频 ;双圆极化 ; 4馈点馈电 ;微带介质天线中图分类号 : TN828. 5; TN822 文献标识码 : AA W ide Beam D ua l2ban d M icro str ip An tenna forM ob ile Sa te ll ite Sy stemHUAN G B in, WAN G J i
3、an2wu, YAN G J ian2wen, TAN G Yong2gang( R ada r and F ire Con tro l Staff Room , Gu ilin A irfo rce A cadem y,Gu ilin 541003 , Ch ina)【A b stra c t】 A nove l w ide beam dua l2band dua l - po la riza tion stacked M ic ro strip 2 D ie lec tric A n tenna is ana lyzed and de2signed. The an tenna tran s
4、m its left2hand c ircu la rly po la rized (LHCP) signa ls in L band and rece ive s righ t2hand c ircu la rly po la rized( RHCP) signa ls in S band. Its 3 2dB beamw id th can be a s w ide a s 160degree s u sing w ide r sub stra te. The an tenna ha s been im 2p lem en ted by two stacked squa re p a tc
5、he s wh ich a re fed by fou r p in s p laced symm e trica lly on two m a in axis. The amp litude and p ha se re la tion sh ip be tween the fou r p in s to ob ta in c ircu la r po la riza tion is ach ieved by two w ide band 90hyb rid coup le r. It can ea si2ly rea lize imp edance m a tch ing by chang
6、ing the po sition of feed po in ts. Exp e rim en t re su lts show tha t h igh iso la tion be tween tran s2 m ission po rt and rece iving po rt, w ide 3 dB beamw id th and p e rfec t c ircu la r po la riza tion cha rac te ristic s in the dua l2band a re ob2 ta ined.【Key word s】w ide beam; dua l2band;
7、 dua l c ircu la r po la riza tion; fou r feed po in ts; m ic ro strip 2d ie lec tric an tenna出去 。因此 ,将介质天线与微带天线的辐射特性相结合在一起 ,使新天线在水平和垂直方向都有很强的辐 射 ,这样就能展宽微带天线波束 ,即微带介质天线 6 。本文通过加宽微带天线的介质衬底 ,设计了微带介质 天线 。0 引言移动卫星系统应用微带天线可以方便地实现双频 双圆极化 ,对于双频的实现 ,可以将 2个频段的微带天 线层叠在一起 ,这样的结构通常称为层叠结构 1 - 2 ,而 对于圆极化的实现可以使用双馈
8、点馈电 3 的方法 ,即 直接在馈电点馈入等振幅且相位相差 90 的电流 。馈 电的方式也有很多种 ,双层结构通常会选择给上面一 层的贴片馈电 ,然后通过电磁耦合对下面一层贴片进 行馈电 4 - 5 ,这样设计的天线结构相对简单 ,但是其效 率相对较低 ,而且天线的波束宽度较窄 。由于介质的相对介电常数比空气大 ,在介质中传 播的电磁波在介质和空气的分界面上会产生强烈的反射 ,使得电磁表面波沿介质传播 ,最后在介质末端辐射1 天线结构设计介质棒为无限长的介质天线 ,其辐射场问题已解 决 。其相速 V 的公式为超越方程 , V 与介质相对介电常数 及介质棒直径 d 的关系可由文献 7 中的图r表
9、获得 。天线的辐射方向图为k l1- co ssin2kf () =( 1 ) 1- co skk 具有最佳值 , 此时天线方向性最好 。在已给定长度自的工作频率决定 ,顶层贴片是高频段接收天线的贴l和 0 时 , k 的最佳值为片 ,其工作频率是 2. 492 GH z,所以尺寸较小 。底层贴片是低频段发射天线的贴片 ,工作频率是 1. 616 GH z, 尺寸比顶层贴片要大 ,可以作为接收天线的地 ,发射天 线的地层为正方形 ,边长为 48 mm。天线贴片的初始尺寸可利用腔模理论 8 的经验公式 得出 。顶层 贴 片 和底层贴片同心放置于介质板之上 ,上面 2 层正方形 介质板的介电常数
10、r1 , r2 作为 9. 8, 厚度 h1 , h2 均为2. 5 mm ,介质板的初始宽度由文献 6 中的经验公式 得到 。馈电网络层采用 FR4 板材的双层印制板 ,形状为正方形 ,边长为 48 mm ,厚度 h3 为 0. 8 mm。短截线的作用是微调谐振频率和馈点的输入阻抗 9 ,用于改 善天线加工制造过程中的尺寸误差和介质基板的介电 常数不均匀等因素造成的谐振频率偏移和馈点输入阻 抗改变 ,当短截线长度减小时 ,天线谐振频率升高 。贴 片中心处为 D = 1 mm 的过孔 ,用于将上下 2 层贴片与 地层相连 ,保证发射及接收波形不发生偏移 。2kop=2 l +( 2 )0在已给
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 用于 移动 卫星 系统 波束 双频 微带 天线
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4140172.html