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使用Ansoft HFSS設計圓極化微帶天線陣

    按照上述天線陣元的理論分析所設計的天線陣元在諧振頻率、駐波、軸比均滿足陣列設計要求。對天線陣列饋電網絡的設計采用傳統饋電形式，在饋電網絡中利用兩級二功率分配器進行饋電，以保證各陣元的饋電電壓的等幅同相，為了達到最佳匹配效果，加入λg/ 4 阻抗匹配器對饋線進行逐段匹配使整個天線陣系統的輸入駐波較小，天線效率較高。最終天線陣列的仿真模型如圖2 所示。

圖2 天線陣列的仿真模型

    通過軟件仿真，可得最終微帶天線陣列的回波損耗(Return Loss) 、軸比Ax 以及E面方向圖，如圖3～圖5 所示。

圖3 微帶天線陣列的回波損耗


圖4 微帶天線陣列的軸比


圖5 E面方向圖

    3 實測結果及比較

    根據前面的設計，加工了一幅正交饋電方形微帶貼片天線陣，并進行了測試。最終樣品在中心頻率處VSWR = 1.23、Gain = 12.9 dBi、2θ3dB = 40°。圖 6 為微帶天線陣列實物照片，圖7 為天線實驗所測的反射損耗，圖 8 為在微波暗室所測方向圖。可以看出，仿真值和實驗值比較吻合。 　　

圖6 微帶天線陣實物照片

圖7 S11測試結果

圖8 微波暗室測試E面方向圖

    4 結語

    本文應用Ansoft HFSS 軟件仿真設計了一種工作于2.43GHz 的圓極化方形微帶天線陣，發現實驗結果和仿 真結果較好吻合，這說明Ansoft HFSS 軟件具有數學模型正確、計算精度高的優點，,是一種比較理想的天線設計工具，這就為微帶天線設計提供了一種可以選擇的高效途徑，極大地簡化了天線的分析設計過程。

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