高增益圆极化顺序旋转磁电偶极子天线阵列设计

徐娟; 宋逢泽; 李冰

doi:10.19728/j.issn1672-6634.2026010001

聊城大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (5) : 643 -652. DOI: 10.19728/j.issn1672-6634.2026010001

高增益圆极化顺序旋转磁电偶极子天线阵列设计

徐娟, 宋逢泽, 李冰

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摘要

提出并设计了一种顺序旋转馈电的高增益扇叶形圆极化天线阵列。天线单元采用分层式电磁耦合结构，使用微带线作为馈电网络，能量通过缝隙传输到底层的矩形贴片上，再通过金属孔耦合到顶层的扇叶形金属贴片上。利用分层式辐射结构设计，在底层平面设置对称缝隙进行耦合馈电，激励起一对正交简并模，并通过馈电设计满足幅度相等与相位正交的条件。两个模式的叠加形成了等效的环形旋转电流分布，从而建立稳定的右旋圆极化(Right-Hand Circular Polarization, RHCP)辐射。在顶层加载一对扇叶形辐射贴片，增强天线的圆极化特性，使得单元轴比带宽得到有效拓展。为进一步增强天线的辐射强度，以顺序旋转排布的2×2子阵为基础，再通过顺序旋转微带馈电网络组成4×4的圆极化天线阵列。仿真结果表明阻抗带宽基本覆盖Q波段(32.8～47.2 GHz),轴比带宽为41.2%(32.4～47.2 GHz),辐射方向得到明显改善，阵列峰值增益为18.3 dBic,满足当下毫米波段高速率和大容量的传输需求。