收发分频双线极化微带天线的应用分析

　　本文设计了一种具有层叠结构的双线极化方形微带贴片天线，该方法用探针对下层贴片进行馈电，并通过耦合作用激励上层寄生贴片，使微带天线谐振于两个谐振点，从而使天线可在两个频段上共达到12.2%的阻抗带宽，同时，通过给相互垂直方向上的两个端口正交馈电，还可以成功的实现双线极化。

　　1 天线模型及参数设计

　　本文给出的天线模型如图1所示。该模型采用正方形微带贴片，因为正方形微带贴片具有良好的极化辐射对称性且易于加工制造。天线通过两个端口的正交馈电来实现水平/垂直双极化辐射。由图1可见，该天线主要由金属底板、方形辐射贴片和方形寄生辐射元组成，两层辐射元均印制在边长为60mm的方形Rogers RT/duroid 5880(介电常数2.2，损耗角正切0.0009)介质板上，下层介质板高2mm，上层介质板高3mm，两层介质板之间用厚度为1mm的空气层隔开。两馈电点的位置均位于下层贴片的中心线上，其中port1位于x方向的中心线上，距离贴片中心距离为d1，port2位于y方向的中心线上，距离贴片中心距离为d2。

　　设上下层贴片的初始谐振频率分别为2.07GHz和2.25GHz，则由式(1)可计算得到下层贴片的初始尺寸L1为48.9mm。

　　式中：c是光速;f为谐振频率;εr是介质的介电常数。

　　计算上层贴片的边长涉及到厚度为1mm的空气层，可按式(2)计算从上层贴片到接地板之间包括空气层和两层介质的等效介电常数(εe=1.83)，再用εe替换(1)式中的εr，从而计算出上层贴片的边长L2为49.4mm。

　　式中：i表示介质的层数;hi是第i层介质的厚度;εri是第i层介质的介电常数。

　　经计算，可得出图1中各参数的初始尺寸，见表1。