导　　师： 唐锡辉

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 轴向模螺旋天线是一种性能优异的圆极化天线,被广泛应用于卫星通信、卫星定位及射频识别等领域。然而传统轴向模螺旋天线的螺旋圈数较多,剖面较高,这使其难以满足终端通信设备小型化的需求。本文的工工作主要围绕实现螺旋天线的低剖面、宽频化和高增益,具体研究内容和成果有:1、首先,我们研究了一种具有对称结构的双金属螺旋片辐射器,并设计了一款工作于UHF频段的片状螺旋偶极子天线。通过一个Wilkinson功分器和180°移相网络,对两个对称分布的片状金属螺旋片进行等幅反相激励,从而使整个螺旋天线工作于偶极子模式。与单螺旋相比,这种螺旋偶极子工作模式能显著增加天线增益并减小交叉极化。由于优化了天线结构的对称互补性,天线在整个工作频带内的方向图对称性得到很大改善。实测结果显示天线的圆极化轴比带宽（AR＜3dB）为65%（0.53-1.04GHz）,最大增益达到11.2dBi且稳定。天线的尺寸为0.56λ0×0.56λ0× 0.56λ0,与传统轴向模螺旋天线相比剖面高度有大幅缩减。2、基于这种螺旋偶极子天线模型,设计了一款工作于5G毫米波段的螺旋偶极子天线。实现了在毫米波频段的宽带阻抗带宽（73%,21-45GHz）和圆极化带宽（70%,21.4-44.5GHz）,能有效覆盖5G毫米波频段的工作频带。电磁仿真结果表明天线在工作频带内平均增益稳定在10dBi以上,前后比大于15dB,且整体尺寸约为0.47λ0× 0.47λ0× 0.66λ0。3、在上述5G毫米波螺旋天线单元基础上,设计了一个2×2的平面相控天线阵列。通过自旋转布阵方法大幅减小阵元之间的互耦效应,从而获得超宽的圆极化带宽（74%,23-50GHz）。同时,对天线阵列的波束扫描特性进行了分析。通过对激励元相位的控制,实现了主波束在±14°范围内圆锥形区域扫描功能。

关 键 词： 螺旋偶极子 圆极化 宽频化 高增益 毫米波

领　　域： []