基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

谢　开，高　军，曹祥玉，高宽亮

(空军工程大学 信息与导航学院，　西安 710077)



·天馈伺系统·

基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

谢开，高军，曹祥玉，高宽亮

(空军工程大学 信息与导航学院，西安 710077)

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成，下层是传统的线极化缝隙微带天线，上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理，并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明：加载超表面后，不仅使天线辐射圆极化波，还扩展了天线的阻抗带宽，天线相对阻抗带宽达到17%，3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性，加工、测试了天线实物样品，并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好，说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低，非常有利于与载体共形的应用。

超表面；缝隙微带天线；低剖面；宽带；圆极化天线

0　引　言

近年来，随着无线通信技术的飞速发展,无线通信系统对天线的性能要求越来越高，单纯的线极化天线已无法满足通信需求。因此，具备圆极化特性的天线越来越受重视。圆极化的微带天线具有剖面低、质量轻、结构简单、可与载体共形、易于有源器件集成等优点，在卫星通信、导航系统、遥感遥测和电子对抗中被普遍使用[1-3]。

微带天线的圆极化带宽参数常用小于-10 dB的阻抗带宽和小于3 dB的轴比带宽来描述。……