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GHZ微带圆极化天线阵研究与设计（完整版）
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5.8Ghz微带圆极化天线阵研究与设计
陈伟1，孙振砾2
（1.武汉理工大学自动化学院，武汉430072；
2.武汉理工大学信息工程学院，武汉430072）
摘要：为适应电子不停车收费系统（ElectronicTollCollection，简称ETC）技术领域中对
天线增益和方向性的要求，本文对工作频率在5.8GHz的圆极化微带贴片天线阵进行了理论的论证和设计的探讨。采用矩形贴片单元进行组阵和分离简并模的方式以产生较高的增益和右旋圆极化，具备良好的性能和便于实际设计中的使用，本文中使用ANSOFT公司的HFSS软件和安捷伦公司的ADS仿真软件进行联合设计和仿真，达到了良好的效果。
关键词：ETC；5.8GHz；右旋圆极化；HFSS；
中图分类号：TN82

Researchanddesignon5.8Ghzcircularlypolarizedantennaarray
ChenWei1,SunZhenli2
(1.AutomationCollegeinWuhanUniversityofTechnology,Wuhan430072;
2.InformationTechnologycollegeinWuhanUniversityofTechnology,Wuhan430072)Abstract:InordertomeetthedemandforgainanddirectivityoftheETCtechnologyfield,inthispaper,itworkinthe5.8GHzfrequencycircularlypolarizedmicrostrippatchantennaarrayforthe
theoryanddesign，usestherectangularpatchunittobecomethearrayandrighthandpolarized.The
designiswithgoodperformanceandeasetomanufacturer.ThisarticleusesANSoft’sHFSS,and
Agilent'sADSsimulationsoftwareco-designandsimulation,toachievegoodresults.
Keywords:ETCanttena;5.8GHZ;Righthandcircular;HFSS；

0 引言
随着射频识别技术的不断进步和发展，产品种类日益丰富，应用也越来越广泛，同时它也涉及到了我们日常生活的许多领域，随着射频识别技术的不断普及，它必将成为信息化建设的基础技术并且大力发展。本文中的天线用于国家信息产业部规定的5.8GHZ频段，该频段已经越来越成为各主流厂商的研究方向和创新领域，该频段的应用范围不仅在无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备，同时还可用于车辆无线自动识别系统，电子不停车收费系统（ETC）是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统的服务功能之一，来往车辆通过道口时无须停车，即能够实现自动收费。它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。本文研究和设计了一种该频段下可以使用的天线方案，通过HFSS软件的仿真，天线性能指标完全符合国家ETC标准，同时该天线模型也可使用与其它解决方案。
1 相关天线理论
本文采用微带天线的形制，和常用的微波天线相比微带天线具备以下优点：体积小，重

作者简介：陈伟，1963年10月生，男，教授/博士生导师，主要研究方向：通信网络理论与技术，移动通信信道建模与仿真，智能运输系统信息处理通信联系人：孙振砾，男，在读研究生，主要研究方向：卫星通信与无源射频技术.E-mail:sun_37@163

量轻，地剖面等，而且制造成本低，便于大规模的生产，而且天线的最大辐射防线在平面的
法线防线，易于实现线极化和圆极化电磁波，所以其应用领域也十分广泛(包括卫星通信、雷达、遥感、武器制导等等)，相同结构的微带天线组成微带天线阵可以获得更高的增益和更大的带宽。微带天线基本的形状如图1所示[1]：

图1微带天线示意图
Fig1Schematicdiagramofmicrostripantenna

在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法做出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。当贴片是一面积单元时，称它为微带天线，微带天线的辐射是由于微带天线导体的边缘与地板之间产生的边缘场，它也可以由上图1的情况说明，边缘场相对地面可以分解为切向分量和法向分量，由于贴片的长度为二分之一波长，所以法向分量反向