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1、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+a W=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 W=Lc-a L=Lc+a x y hFR4 Epoxy dp dp d 右旋圆极 化馈电点 左旋圆极 化馈电点 Kalio和Carver Coffey研究
2、 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
3、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
4、：1.3GHz1.8GHz H1.6mm L0Lc-Delta W0Lc+Delta L16.9mm Length50mm L2L1 Lc46.1mm Delta0.0143*Lc 查看天线的谐振点 m f1.53GHz S11-16.89dB 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
5、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 名称符号范围条件 优化变量 L18mm9mm Lc44mm45mm 目标函数 dB(S(1,1)Freq=1.575GHz=-20 dB(AxialRatioVa lue) Theta=0 Phi=0 Freq=1.575GHz =1 优化分析 优化分析结果 优化分析 查看天线优化后的性能
