HFSS宽频带圆极化微带天线设计仿真(3)
（3） 能和有源器件、电路集成为统一的组件，因此适合大规模生产，简化
了整机的制作和调试，大大降低了成本。
（4） 天线的散射截面较小。
（5） 能得到单方向的宽瓣方向图，最大辐射方向在平面的法线方向。
与其他微波天线相比，微带天线也有如下一些缺点：如相对带宽较小；损耗
较大，导致效率低；难以保证极化纯度；单个微带天线的功率容量较小；有参考
地,面积较大；不具备全向辐射特性；介质基片对性能影响大，这影响了微带天
线的批量生产和大型天线阵的构建等。 但微带天线的优点远远大于其缺点,因此,
微带天线一直是学者热衷探索的一个领域, 随着新形式、新性能的微带天线不断
涌现，其缺点也渐渐被克服和减小,如今,微带天线技术已日趋成熟,它已被广泛的
应用到卫星通讯、导弹遥测、便携装置和卫星导航定位系统等各个领域中。
1.2 圆极化微带天线的发展现状
微带天线由于其体积小，重量轻，低剖面，成本低，能与载体共形，易于实
现圆极化等特点，得到了愈来愈广泛的重视，已用于大约 100MHz~100GHz 的宽
广频域上，但随着卫星通信、遥控、遥测技术的发展，雷达应用范围的扩大以及
对高速目标在各种极化方式和气候条件下跟踪测量的需要，单一极化方式已远难
满足需要，圆极化天线就显得极为重要。
在雷达中使用圆极化天线可以抗云、雨的干扰；在电子对抗中，使用圆极化
天线可以干扰和侦察敌方的各种线极化和椭圆极化方式的无线电波；在剧烈摇动
或滚动的飞行器上装置圆极化天线，可以在任何状态下都能收到信息；在天文、
航天通信及遥测设备中采用圆极化天线，除可以减小信号漏失外，还能消除由电
离层法拉第旋转效应引起的极化畸变影响；在电视广播中采用圆极化天线，可以
克服重影等等。可见，圆极化天线在通信、雷达、电子对抗、遥测、遥感、天文
及电视广播等方面的应用前景是十分广阔的。
基于圆极化微带天线的种种优势，其缺点也在不断被克服或减小中，比如，
微带天线的阻抗带宽和轴比带宽通常较窄，常规设计的阻抗带宽约为1%~6%，
轴比带宽往往不到1%，而通过对微带天线的不断改良，出现了多种途径来展宽
微带天线的频带阻抗带宽，大都在15%~20%，也已研发出一些超宽带天线，而
轴比带宽也得到了较大的改善。Yong-Xin Guo,Kah-Wee Khoo等人提出了通过加
入巴伦结构实现宽频带的90°相移，L型探针进行馈电，双馈时可以达到60.24%
的阻抗带宽和37.7%的轴比带宽，四馈时可以达到71.28%的阻抗带宽和81.6%的
轴比带宽[4]
。 Payama Nayeri, Kai-Fong Lee等人通过在双层微带天线的贴片上分别
开U型槽，得到了带宽较宽的双频天线，在频率3.5GHz和5.8GHz处阻抗带宽分别
为3%和14.9%，轴比带宽分别为1.0%和3.1%[5]
。Ahmed Khidre等通过E型贴片将
轴比带宽提高到4%以上[6]
。堆栈结构同样能实现圆极化特征，T. Sudha等人提出
了小型化的堆栈式天线，实现了22.13%的阻抗带宽和18.85%的轴比带宽[7]
。 1.3 本文的主要工作安排
本文围绕宽带圆极化微带天线的实现进行研究与探索,主要包括 U型槽微带
贴片天线和螺旋微带缝隙天线的结构设计。
本文一共分为五章，具备内容安排如下：
第一章总体介绍了微带天线的研究背景，圆极化天线的优缺点和发展现状，
并介绍了一些相关的研究成果，最后提出了本文的工作内容。