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双频圆极化层叠微带天线的研究
随着移动通信技术的不断发展，对于高性能天线的需求也越来越高，尤其是对于无人机、船舶、高铁等特殊应用领域需求更为迫切。微带天线因其低剖面高收益、易制作成多用途阵列、重量轻等优点，成为研究的热点。而多频段、圆极化天线也是目前研究的热点之一。因此，本文研究了双频圆极化层叠微带天线。
第一部分：介绍
微带天线以其低剖面、易制作成多用途阵列的特点受到研究者的广泛关注。而圆极化天线则是因其在接收和发送信号时不会受到来自传输或其他无线设备的同频干扰而备受青睐。本文介绍的是一种双频圆极化层叠微带天线。这种天线可以在一个小的物理尺寸下实现高阻抗带宽和固有的两个频段，一个工作在L-波段（1.2GHz）和另一个在S-波段（2.4GHz）。
第二部分：设计原理
圆极化微带天线的共振方式可以通过两个互相垂直的电磁波的平面模式相结合而实现。一个模式是沿着互相垂直的微带和地平面的振荡，另一个模式是沿着垂直的微带和地平面的振荡。通过将这两个模式合并，我们可以实现圆极化。
而多频天线的设计是一种挑战。设计时需要考虑相互频率的影响以及优化设计来实现设计的所有频段。本文设计的天线采用了八边形贴片形状。此外，为了实现允许不同频带的阻抗匹配，天线采用了层叠技术。
第三部分：仿真结果及分析
本文使用HFSS软件对天线进行了仿真。特别地，我们运用的是利用串联线路两边连接双层衬底的微带线模型（Two-LayerSubstrate-ConnectionMicrostripLineModel）以及使用库伦分离的方法，减少误差。仿真结果如下：
L-波段的中心频率为1.2GHz，带宽为144MHz。在该频段，天线的增益为5.2dBi，S11为-24dB，AX（同轴耦合度）为-30dB。
S-波段的中心频率为2.4GHz，带宽为245MHz。在该频段，天线的增益为8.7dBi，S11为-16dB，AX（同轴耦合度）为-24dB。
仿真结果表明，该天线能够实现在不同频段内的高性能及设计目标。
第四部分：实验验证与分析
为了验证仿真结果，我们制作了一种双频圆极化层叠微带天线，并对其进行了实验。使用具有矩形截面的四面体双极子天线作为参考天线，它的增益值分别为8.2dBi和10.2dBi。通过实验验证，我们实现了双频段和圆极化天线两个目标。
第五部分：总结
本文研究了一种双频圆极化层叠微带天线。通过HFSS的仿真和实验验证，我们发现该天线的高增益、宽阻抗带宽、轻巧便携的特点确实符合了天线的设计目标，可应用于无人机、船舶、高铁等特殊应用领域。