一种L波段宽带圆极化器设计

【前言】一种L波段宽带圆极化器设计由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。隔板式圆极化器是在方波导口内插入不对称的阶梯膜片形成的三端口器件，其结构如图1（a）所示方波导口端是圆极化电磁波的输入或输出端，另一端的两个相同的矩形波导口分别对应于右旋圆极化波和左旋圆极化波的线极化信号的输入或输出端。隔板式极化器由三个部分组成：方...

本文设计了一种基于波导结构形式的L波段双圆极化器。该圆极化器具有2个输入端口和1个输出端口，通过在2个输入端口之间加入隔板实现将线极化转变成相位相差90°的两个等幅正交的电场分量。仿真结果表明这种隔板形式的圆极化器具有结构简单、对称性好、损耗低、幅相一致性好等优点。

【关键词】双圆极化 隔板波导圆极化器 轴比

1 引言

在通信系统中，圆极化天线具有抗云雨干扰，消除电离层法拉第旋转效应引起的极化畸变影响等优点。因此圆极化天线在通信领域有着广泛的应用。圆极化器是圆极化天线馈线系统的重要组成部分，其性能的好坏直接关系到圆极化天线的性能。因此可以根据不同天线对馈线系统的需要选择不同形式的圆极化器。常见的圆极化器的形式有在波导壁上对称开槽，或在波导内腔中插入介质膜片等。这些圆极化器都是双端口器件，适用于单圆极化形式的天线。本文通过在波导内腔中放入一个阶梯形式的金属膜片，通过膜片的移相作用可以同时实现双圆极化功能。通过对圆极化器的仿真，结果表明圆极化器的驻波带宽小于1.2（1.15GHz-1.45GHz）达到23%，在工作带宽范围内两个正交的电场分量相位差在3度，幅度在0.1dB以内。

2 圆极化器的设计与分析

隔板式圆极化器是在方波导口内插入不对称的阶梯膜片形成的三端口器件，其结构如图1（a）所示方波导口端是圆极化电磁波的输入或输出端，另一端的两个相同的矩形波导口分别对应于右旋圆极化波和左旋圆极化波的线极化信号的输入或输出端。隔板式极化器由三个部分组成：方波导部分、阶梯状隔板部分、分支波导部分。

隔板式圆极化器的相对带宽可以做到20%左右，这种圆极化器与前面介绍的双端口圆极化器相比较，其主要特点是不需要外加正交模变换器就能够实现左 右旋双圆极化的同时工作。隔板式圆极化器由于结构紧凑，易于加工，体积小和重量轻等特点被广泛应用于左右旋同时接收或收发共用的双圆极化馈源中。

3 圆极化器仿真结果及结果分析

对图1所示意的圆极化器结构利用仿真软件进行优化分析，图1（b）～（d）给出了圆极化器结构具体的详细尺寸。

图2（a）～（c）所示为L波段宽带圆极化器的仿真结果，在频率1.15GHz～1.45GHz带宽内驻波在1.2以内小于23%，在工作带宽范围内输出端口两个正交的电场分量相位差在3度，幅度在0.1dB以内。圆极化器的电气指标，包括驻波带宽、正交电场分量相位差和幅度差等均能满足要求。

4 结语

本文设计了一种可用于双圆极化天线的隔板形式的双圆极化器，仿真结果表明该圆极化器具有结构简单、对称性好、损耗低、幅相一致性好等优点，可广泛用于双圆极化天线。

参考文献

[1]徐继东.隔片圆极化器的设计及S参数的分析[J].现代雷达，2005（08）.

[2]王家齐，甄蜀春.隔板式圆极化器的MM/FE法分析[J].现代雷达，2001（04）.

作者单位

中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088