高隔離度雙極化微帶天線的設計

2.2天線的仿真分析及優化

利用電磁仿真軟件HFSS對天線進行仿真和優化，以此來確定天線的結構尺寸。優化后的結構尺寸如表1所示。仿真得到的兩個端口的S參數如圖2，3所示，圖2表明端口1的-10dB阻抗帶寬為1GHz,從16.45GHz至17.45GHz，端口2的-10dB阻抗帶寬為850MHz，從16.55至17.40GHz。從圖3可以看出，天線表現了高隔離度的特性，其兩端口的隔離度在頻帶范圍內低于-40dB，在頻點16.5GHz上達到-56dB。

圖4給出了天線在兩個主極化方向x-z面和y-z面的方向圖，從圖中可以看出，天線具有良好的交叉極化特性，這也是天線饋電端口的高隔離特性決定的。該天線的各指標均良好，完全能滿足工程的需要。

表1天線結構尺寸表（單位mm）

圖2天線的反射損耗

圖3天線兩端口的隔離度

（a）x-z面的方向圖

（b）y-z面的方向圖

圖4雙極化天線的方向圖

3降低天線后瓣的研究

很多介紹采用H槽耦合方式饋電的雙極化微帶天線的文獻都沒有考慮天線后瓣的問題[4]，工程上我們需要前后比要盡量大，由于H槽開在反射地板上，不可避免的產生比較強的后向輻射，因此，我們考慮在最下層再加一層介質板和反射地板，以此來減少后向輻射來降低天線的后瓣，所加介質板厚度為0.254mm。如圖5所示，這樣，H槽耦合饋電線就成了帶狀線饋電，其寬度變為0.42mm，根據需要，我們在饋電線上加了一個匹配枝節來達到端口的匹配。枝節的寬度和饋電線一致，主要調節它的長度來達到匹配。

圖5加反射地板的天線結構