基于Ansoft HFSS 的圆极化微带共形阵天线设计

    采用Ansoft HFSS v12 软件对共形阵天线单元电性能进行了仿真分析。图3 为单元天线电压驻波比随频率变化的曲线；图4 为单元天线轴比随频率变化的曲线；图5 为在中心频率1.575GHz 处，单元天线E 面（yoz 面）和H 面（xoz 面）方向图仿真结果。

图3 单元天线电压驻波比随频率变化曲线（Z0 = 67 Ω）

    由图3 可见，在 1.575GHz ± 5MHz 频率范围内，单元天线电压驻波比小于1.5，满足指标要求。

图4 单元天线轴比随频率变化曲线

    由图4 可见，单元天线轴比小于3dB 的频率范围是1.572GHz ~ 1.578GHz，即3dB 轴比带宽约为6MHz。

 图5 单元天线方向图仿真结果 (a) E 面   (b) H 面 

    2.3 馈电网络设计

    馈电网络采用的是并联侧馈结构，由三级T 型二等功分器组成。由上述单元天线设计结果可得，其馈电端输入阻抗为67Ω，而设计指标要求阵列天线输入阻抗为50Ω。为了实现阻抗匹配，就需要通过λg/4 阻抗变换线进行阻抗变换。图6 为所设计的第一级T 型二等功分器结构图。

图6  第一级T 型二等分功分器结构示意图 

    如上图，2、3 端口直接与单元天线相连可组成二元阵天线，而1 端口则与下一级二等功分器相连。经过计算并仿真分析，可得第一级功分器输入线（1 端口）的宽度为2.7mm，阻抗变换线的特性阻抗为81.9Ω、宽度为1.2mm，长度λg/2 为66.6mm。类似地可以设计第二级、第三 级二等功分器，最后完成1 分8 等幅同相馈电网络的设计。

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