摘要
全向圆极化（OmnidirectionalCircularlyPolarized,OCP）天线由于兼具全向辐射和圆极化的优点，不仅能够满足点对多通信的需求，还能够克服极化失配和多径衰落的影响，受到了广泛的关注和研究。然而，随着无线通信模块的集成度越来越高，也对天线提出小型化，简单化，功能多等要求，日益严峻的通信环境和有限的搭载空间推动着天线的进一步发展。本论文以传统的OCP法向模螺旋天线单元为研究对象，对其效率提高和剖面压缩进行了深入系统的研究，主要研究内容和成果如下： （1）为了克服传统法向模螺旋天线在辐射OCP时辐射电阻极低这一问题，论文首先研究了在不同谐振模式下的辐射阻抗和电流分布，分析天线谐振时表面电流分布和远场分布特性，设计了一个具有蛇形自抵消结构的OCP螺旋天线。仿真和实测表明，该设计方法大幅提高了天线的辐射阻抗且未破坏远场分布，满足设计目的。其次，为了实现紧凑的结构和降低天线剖面，将蛇形自抵消结构改进为圆弧形自抵消结构，天线的剖面高度大幅度降低47%，并且具有紧凑的结构，尺寸为π(0.06λ0)2×0.51λ0。 （2）为了进一步将剖面压缩实现结构小型化和紧凑的需求，设计了一款电小型OCP法向模螺旋天线。该天线利用近场耦合技术，在馈电螺旋线的周围引入三段寄生螺旋臂，通过馈电螺旋臂与寄生螺旋臂之间的电磁耦合，天线在辐射OCP波束的情况下，不仅打破了阻抗低难以匹配的问题，同时保持了电小的尺寸，实现了小型化。其最终体积为π(0.05λ0)2×0.06λ0，且剖面高度仅为蛇形自抵消结构剖面高度的9%。 （3）为了满足远距离通信和多功能的需求，设计了一个双端口并馈8单元高增益全向双圆极化（Dual-OCP,DOCP）共轴天线阵列。其中两幅一分四等幅同相馈电网络分别激励四个左旋圆极化单元和四个右旋圆极化单元产生相应的极化，实现DOCP辐射。此外由于天线单元剖面很低，天线阵列中不同极化单元在交错排布不仅实现了天线阵列的小型化特点同时也具有良好的端口隔离度。实测结果显示该天线的左旋圆极化和右旋圆极化增益分为了7.24dBi和7.55dBi，并且分别实现了4%和5%的可用工作带宽，并且在工作带宽内两个端口的隔离度要优于-25dB。
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