摘要
近年来，圆极化天线相较于线极化天线以其减少极化损失、抗多径衰落等特有的优势在卫星通信、导航系统、移动通信等领域得到广泛应用。随着现代通信技术的发展，无线通信系统对于天线的要求也越来越高，不仅要求性能优越、功能多样，更要求小型化、轻便化。因此，研究天线的小型化、多频化具有重要意义和应用价值。本论文中，主要对微波毫米波频段的圆极化天线进行研究与设计，在研究过程中主要采用理论分析、软件仿真设计以及实验验证的方法，基于5G毫米波通信和Ku波段卫星通信的应用场景，进行低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的5G毫米波小型化、低剖面的圆极化天线设计以及Ku波段小型化双频双圆极化天线设计。主要工作内容为： 1.针对5G毫米波n257(26.5GHz-29.5GHz)频段，设计基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的小型化、低剖面圆极化天线。该天线结构采用一对L型贴片作为主辐射单元，结合寄生加载技术拓展天线的圆极化带宽，馈电结构则采用接地共面波导过渡到基片集成波导(GCPW-SIW)的馈电方式，天线结构紧凑、剖面较低，整体尺寸为：0.58λ0x0.58λ0x0.056λ0。仿真结果表明，该天线在26.5GHz-29.5GHz频带范围内|S11|lt;-10dB且轴比低于3dB，峰值增益为6.7dBic。加工并测试一个天线样品进一步验证该天线结构设计的正确性，测试结果与仿真结果基本一致，表明该天线在5G毫米波n257(26.5GHz-29.5GHz)频带通信和卫星通信系统中具有潜在应用价值。 2.设计一种Ku波段小型化双频双圆极化叠层天线。该天线结构低频中心工作频率为12.5GHz，高频中心工作频率为14.25GHz。天线整体结构采用双层PCB板叠层，每层介质板顶部设计不同极化的辐射贴片结构，形成双频双圆极化的辐射。低频段的辐射单元采用方形贴片切角的方式形成右旋圆极化辐射，高频部分采用方形贴片中心沿对角线开缝的方式形成左旋圆极化辐射。此外，还在两个辐射贴片边缘处引入开槽设计增加电流路径，从而减小天线的尺寸，该天线结构整体尺寸为：0.38λ0x0.38λ0x0.038λ0，具有小型化、结构简单的特点。
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