微带天线若在单馈电点激励的情况下激发等幅正交且时相差为90°的两个模式时会产生圆极化波。这里简单记录下HFSS仿真单馈点圆极化微带天线的过程和结果。
As shown below👇
HFSS仿真过程
单馈点圆极化微带天线原理:
在单点上激励贴片,激发相等振幅的两个正交简并模。
通过在腔体中引入适当的非对称性,可以消除简并态,其中一个模式的频率会增加,而与之正交的模式频率会以相同的量减少。
由于这两个模式的频率会略有不同,通过合理设计,可以使其中一个模式的场领先45度,而另一个模式的场滞后45度,从而产生圆极化所需的90度相位差。
关于HFSS一些建模操作可以参考(仿真软件合集)这里只展示简单粗暴的寻找轴比带宽的过程。
1、设置贴片大小
根据应用的中心频率算出波长,贴片的长宽的一边设置为半波长w,另一边可以根据带宽指标设置,例如10%带宽,可以设置L=w*1.1.
2、馈电点的位置
馈点这里用对角线馈电方式设置到贴片的一条对角线,左旋或者右旋圆极化可以根据需要选取对不同的对角线。
3、阻抗匹配带宽和轴比带宽
可以先寻找阻抗带宽,最简单的方法是在中心点到对角的直线上设置馈电位置扫描。
4、寻找轴比带宽
在实现上述的-10dB阻抗带宽的前提下,再寻找能激励3dB轴比带宽,在下图位置获取轴比结果,右键results-create far fields report-rectangular plot
按下图设置扫频,观察不同频率下的轴比
再根据轴比数值,设置L和W,对于此简单的模型,一般可以设置L在(w,1.1*w)之间找到合适的周比带宽。
[1] C. A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 4th ed. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc, 2015.
[2] David. M. Pozar, Microwave.Engineering, Fourth Edition. John Wiley & Sons, Inc, 2011.
[3] D. Guha and Y. Antar, Microstrip and Printed Antennas: New Trends, Techniques and Applications. 2011.
[4] hfss help document.