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 一种宽带缝隙耦合圆极化微带天线 高凯1，吕文俊2，尹程1** （1. 南京邮电大学通信与信息工程学院，南京 210003； 5 10 15 20 25 30 35 40 2. 毫米波国家重点实验室，南京 210096） 摘要：本文提出了一种宽带缝隙耦合的圆极化微带天线。通过在天线接地板上开的方形宽缝 中添加 K 形金属贴片，实现天线的宽频带和圆极化特性。仿真结果表明, 该天线的阻抗带宽 (VSWR2)能够达到 23.5%, 圆极化带宽(AR 3dB)达到了 8.3%，具有良好的宽频带圆极化特 性。 关键词：宽带天线；微带缝隙耦合；圆极化天线 中图分类号：TN82 A Broadband Slot-coupled Circularly Polarized Microstrip Antenna Gao Kai1, Lu Wenjun2, Yin Cheng1 (1. College of Telecommunications and Information Engineering, Nanjing University of Posts Telecommunications, NanJing 210003; 2. State Key Laboratory of Millimeter Waves, NanJing 210096) Abstract: This paper presents a wide slot-coupled circularly polarized microstrip antenna. This antenna can create broadband and circularly polarized characteristics by opening a squire wide slot and adding a K-shaped metal patch in the ground floor. The simulation results show that, the antenna impedance bandwidth (VSWR2) can reach 23.5%, and the circular polarization bandwidth (AR3dB) can reach 8.3%, this antenna has a good broadband circularly polarization characteristics. Keywords: Broadband antenna; Microstrip slot coupling; Circular polarization antenna 0 引言 圆极化天线可以接收各种极化的来波, 其圆极化的辐射波也可被任意极化的天线接收， 因此，圆极化天线已被普遍用作飞行器、移动设备的天线[1]。其中圆极化微带天线又因其 具有体积小、重量轻、成本低等优点，被广泛地应用于无线通信和卫星通信领域。虽然圆极 化微带天线应用广泛，但圆极化微带天线也存在频带窄，功率容量小等缺点，在一定程度上 限制了其应用范围。为了扩展圆极化微带天线的带宽, 研究人员做了大量的工作。 1985 年 Pozar 提出的缝隙耦合微带天线[2]，是一种展宽微带天线带宽的有效措施[3-4]。 缝隙耦合微带天线是在开路微带线和辐射贴片之间的接地板上开缝隙，通过调整微带线 终端与缝隙的相对位置及尺寸来增大耦合强度[6]，与传统的同轴馈电或侧馈相比，缝隙耦 合结构的主要优点是它的馈电网络和无源辐射单元分别装在两个介质板上，可以分别进行优 化设计；馈线的寄生辐射弱，交叉极化水平低，更容易形成圆极化辐射[5]。微带缝隙天线 根据缝隙的宽度又可以分为宽缝和窄缝天线，宽缝天线相对于窄缝天线具有频带宽的优点 [7]。 本文提出一种宽缝耦合微带天线，通过在宽形缝隙中添加 K 形金属片，实现天线的圆 极化宽带特性。 作者简介：高凯，（1988-），男，硕士研究生，主要研究方向：无线通信与天馈技术。 通信联系人：吕文俊， （1978-），男，工学博士，南京邮电大学副教授，主要研究方向：微波与天馈技 术。E-mail: wjlu@njupt.edu.cn -1-  1 天线结构设计 天线结构如图 1 所示。该天线把传统的缝隙耦合微带天线的接地板和馈电微带的位置互 换，介质??1的上层为微带馈线，下层为接地板。 45 50 55  (a)天线整体结构图 (b)天线具体结构图 图1 天线结构 Fig.1 Structure of the antenna 天线具有多层平面结构，上层采用矩形的金属贴片作为辐射单元。中层微带馈线与上层 辐射单元之间的媒质参数影响天线的阻抗带宽：介质越厚