研究目的
设计并开发一种采用PIN二极管实现线极化与圆极化切换的2×2平面微带阵列天线,该天线具有极化可重构特性,适用于C波段点对点通信应用。
研究成果
所提出的极化可重构阵列天线在5.8GHz频段成功实现了垂直极化(VP)、右旋圆极化(RHCP)和左旋圆极化(LHCP),并具有良好的阻抗和辐射特性。相比单天线单元,该天线具有更高的增益,适用于需要极化分集的无线通信应用。未来工作可聚焦于提升带宽和降低损耗。
研究不足
工作带宽受阵列单元和阻抗匹配电路限制。制造与测量误差会导致频率偏移。PIN二极管的欧姆损耗会降低增益。阵列设计中需考虑互耦效应和表面波影响。
1:实验设计与方法选择:
天线设计基于角截断方形微带贴片阵列,采用PIN二极管实现可重构性。使用CST微波工作室进行电磁仿真设计和分析。
2:样品选择与数据来源:
原型制作于厚度1.6毫米、介电常数εr=2.2的RT杜邦基板。通过矢量网络分析仪和电波暗室测量辐射方向图。
3:6毫米、介电常数εr=2的RT杜邦基板。通过矢量网络分析仪和电波暗室测量辐射方向图。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:RT杜邦基板、PIN二极管(SMP1320-011F)、电感器(47纳亨)、直流偏置电路、制作工具。
4:实验流程与操作步骤:
制作天线,施加直流偏置电压控制PIN二极管,测量不同极化状态下的S参数和辐射方向图。
5:数据分析方法:
采用标准天线特性测试技术,对比仿真与实测的阻抗、轴比、增益及辐射方向图结果。
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获取完整内容-
PIN Diode
SMP1320-011F
Switching between polarization states by controlling ON/OFF states with DC bias.
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Substrate
RT Duroid 5880
Base material for fabricating the microstrip antenna.
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Inductor
47 nH
Isolate DC and RF signals in the bias circuit.
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Electromagnetic Simulation Software
CST Microwave Studio Version 11
Computer Simulation Technology
Design and simulation of the antenna.
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Vector Network Analyzer
Measure impedance characteristics of the antenna.
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