基于Ansoft HFSS 的圆极化微带共形阵天线设计

    在上述仿真设计的基础上，加工了天线实验样机。经调试后，对共形阵天线的主要电性能进行了实测。采用矢量网络分析仪对天线的电压驻波比和输入阻抗进行了测量，结果如图11、 图12 所示。可见，所设计的共形阵天线在所要求的频段内，电压驻波比小于1.5，且圆极化性能良好。

图11 共形阵天线实测驻波比曲线

图12 共形阵天线实测阻抗圆图

   进一步，在微波暗室远场条件下，使用天线远场自动测量系统对该共形阵天线的轴比、方向图特性进行了测量。表2 为所得到的天线轴比具体数值。可见，在中心频率1.575GHz 处，共形阵天线轴比小于3dB，且该天线具有6MHz 的轴比带宽。图13 为中心频率处，共形阵天线E 面和H 面方向图实测结果。由图13 可见，该天线E 面方向图基本上实现了所需的“8”字形方向图，最大零深约 27dB。此外，其H 面方向图不圆度小于3dB，实现了全向辐射，达到了设计目的。

表2 共形阵天线轴比实测值

图13 共形阵天线方向图实测结果 (a) E 面 (b) H面 

    4 结论

    本文提出了一种圆极化微带共形阵天线的设计方法。利用先进的三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS v12 建立了单元天线以及共形阵天线完整的仿真模型，并进行了仿真与优化设计，最终得到了满足技术指标要求的天线结构参数。在此基础上，加工了共形阵天线的实验样机，并对其主要电性能进行了实测。测量结果表明所设计的微带共形阵天线圆极化性能良好，且具有H 面全向辐射特性。通过整个设计过程验证了本文中所提出设计方法的合理性，进一步体现了Ansoft HFSS v12 作为高频电磁场仿真工具的有效性和实用性。

[参考文献]
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