PIFA天线如何实现圆极化

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通常情况下为了更好的接收GNSS信号,导航定位天线需要设计成圆极化天线。天线要实现圆极化辐射特性,在辐射阵子、天线基材、馈电方式等方面有诸多严苛的要求,这也是导航定位天线尺寸很难做小的原因。

实现天线圆极化的常用方法:

  •     单馈点微带天线(如普通车载导航陶瓷天线)
  •     双馈点微带天线(如亚米级手持机导航天线)
  •     四馈点微带天线(如高精度测量测绘型天线)
  •     单臂、双臂或四臂螺旋天线(如无人机定位天线)
  •     折合振子(如北斗短报文指挥型接收机S频段接收天线)
  •     螺线天线(宽频带导航定位天线)
  •     ……

    以上所述天线都有一个共同点——结构的对称性,对称性要求直接决定了天线只能是正方形、圆形、圆柱形、圆锥形等。这一特性也大大限制了天线在终端设备中的应用,导致终端设备尺寸大,或者ID设计受限。

一种宽频PIFA圆极化天线实现方法:

    在此给大家介绍一篇北京邮电大学Xing Wang等作者发表在亚太微波论坛上的文章,他们提出了一种可实现宽频带圆极化的PIFA天线结构,为工程实践中天线方案的制定提供新的思路。该天线为平面结构,辐射阵子与金属地面共面,利用金属地板边缘倒F天线的设计和地板边缘的十字交叉结构,实现了覆盖1.1GHz到1.7GHz的宽频段圆极化辐射。

2.1

(1)天线结构设计图

2.2

(2)天线宽频带回波损耗

2.3

(3)天线宽频带轴比

2.4

(4)天线宽频带增益

天线设计的启发:

    该天线的原理是利用PIFA天线实现宽频线极化辐射,再通过金属地边缘的十字槽改变辐射电流的分布,经过各尺寸的精确调整,最终实现宽频圆极化。同理的,以后在板级天线设计时,除了传统的利用辐射单元本身实现圆极化,也可以通过其他辅助结构与主辐射体的辐射叠加来实现圆极化。

    注:上述案例引自文献Xing Wang , Yuan Yao , Zejian Lu , Junsheng Yu , Xiaodong Chen,“A Broadband Planar Antenna with Circular Polarization for Multi- mode Satellite Navigation”,Proceedings of the Asia-Pacific Microwave Conference 2011,626-629。

作者:上海泗凯小胡同学

来源:天线那些事儿

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PIFA天线如何实现圆极化

通常情况下为了更好的接收GNSS信号,导航定位天线需要设计成圆极化天线。天线要实现圆极化辐射特性,在辐射阵子、天线基材、馈电方式等方面有诸多严苛的要求,这也是导航定位天线尺寸很难做小的原因。