基于特征模理论的圆极化三角形微带天线的优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于特征模理论的圆极化三角形微带天线的设计方法，包括步骤一：获取三角形贴片的优化边长a；步骤二:贴片缝隙尺寸的优化设计；步骤三：馈电位置的优化设计；本发明中该单馈点圆极化微带天线结构简单，易于加工，天线具有令人满意的阻抗和轴比带宽；本发明能从物理概念上解释圆极化微带天线的工作原理，并设计出确定的天线馈电位置和工作频率，效率比人工用HFSS仿真软件调整天线参数处理大大提高。

主权项

1.一种基于特征模理论的圆极化三角形微带天线的设计方法，包括以下几个步骤：步骤一：获取三角形贴片的优化边长a；根据腔模理论谐振频率公式得到三角贴片的优化边长a，其中：f₀为圆极化微带天线的谐振频率，c为真空中光速，ε_r是介质板的介电常数；步骤二:贴片缝隙尺寸的优化设计；步骤201：根据优化边长a，在仿真软件中构建圆极化三角形微带天线模型，并对天线模型进行网格刨分；步骤202：对步骤201得到的天线模型提取阻抗矩阵，通过对该天线阻抗矩阵进行特征模分析，提取天线的特征模，确定该天线的模式分布中垂直模式以及水平模式的特征值；步骤203：根据垂直模式以及水平模式的特征值，获取特征角和模式权重，提取垂直模式和水平模式的特征角和模式权重随频率变化曲线；步骤204：不断优化调整缝隙宽度W、缝隙长度L和缝隙在辐射贴片上的位置，当垂直模式和水平模式在谐振频率点f₀处特征角相差90°，并且，模式权重相等时，得到最终优化后的W、L；步骤三：馈电位置的优化设计；提取垂直模式和水平模式的特征电流J₁、J₂，并生成J₁-J₂的电流分布图，电流幅值分布图中电流幅值最小点即为优化馈电点位置，完成圆极化三角形微带天线的优化设计。