基于特征模分析的宽带圆极化缝隙单极子天线简易设计方法

摘要： 本文提出了一种紧凑型宽带圆极化（CP）天线的系统化设计方法。该天线首先采用C形单极子结构进行设计，随后利用C形开槽贴片在低频段产生圆极化辐射，从而显著拓宽了天线的整体圆极化带宽（BW）。与通过仿真表面电流分布验证工作性能的传统方法不同，本研究采用特征模分析（CMA）深入揭示天线各模式特性及圆极化产生机理。该方法不仅有助于实现结构优化，还能确定高效馈电位置。最终优化的小型化天线原型尺寸仅为0.29λo×0.29λo×0.01λo（λo为最低工作频率对应的最小波长），在2.1-5.6 GHz频段内实现了91%的可用10 dB反射系数带宽和3 dB轴比分数带宽。实测重叠带宽范围内，该天线端射增益保持在1.5至3.2 dBic之间。