Y型微带线馈电的圆极化陶瓷介质谐振器天线

1引言

目前，介质谐振器天线因其自身的优势，如尺寸小，重量轻，成本低，辐射效率高，馈电容易等，已被大家广泛地关注。早期，人们集中研究介质谐振器线极化的实现，但由于圆极化在众多场合中的重要应用，尤其是在卫星通讯等各种通讯中的应用，人们才开始将注意力转移到介质谐振器馈电方式[1]，十字型介质谐振器天线[2]，采用寄生贴片[3]以及微扰[4]等。

本文提出一种高介电常数陶瓷圆柱形介质谐振器天线的设计，利用Y型微带线上两个垂直的开路枝节，调节其宽度和长度，激励起两个正交的模来实现圆极化。通过数值仿真得到最佳的几何尺寸，加工了天线实物样品，对天线的端口反射阻抗、辐射方向图、轴比、增益等参数进行了分析。

天线圆极化工作的研究上。至今已有众多实现圆极化的方法，如采用十字交叉口径耦合

2天线设计与分析

利用磁壁模型理论，可以得到圆柱形介质谐振器天线的谐振频率。本文选取陶瓷材料（相对介电常数），直径D=9mm，高度7.8mm的介质谐振器，可以得到天线的谐振频率在4.25GHz左右。天线结构图如图1所示，采用Y型微带线馈电，利用两个相互垂直的开路枝节激励起两个幅度相等，相位相差的正交模式，从而实现圆极化。经过参数的优化与分析，得到一组最佳值：Y型馈线的一个短路枝节长度，宽度;另一短路枝节的长度，宽度。基板采用FR4材料（相对介电常数），尺寸为：。介质谐振器置于基板的正中心。调整微带线馈线的宽度，使之特性阻抗为。

（a）侧视图

（b）俯视图

图1圆极化介质谐振器天线的结构图