HFSS仿真2×2线极化矩形微带贴片天线阵
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2 2×1 侧馈贴片天线阵的仿真
2 个50欧姆的贴片天线并联，即为25欧姆，用λ/4阻抗变换器使之与50欧姆的微带传输线匹配，而单个贴片天线微带馈线宽度由上述单个贴片天线的设计可知为0.68mm，此处仍与50欧姆匹配，故末端馈线宽度仍为0.68mm。此时的重点是设计T 形头，结果优化仿真得T 形头长为λ/4即12mm，宽为1.8mm；较窄微带线部分的宽仍为0.68mm。此时优化后的贴片天线长度为15.70mm，宽度为17.12mm。匹配网络端口设计如下。
2.1 2×1 贴片天线阵的设计模型
2.2 S11仿真结果
可以看到，天线的谐振频率为 5.75GHz，反射系数为-14.5dB。
2.3 三维增益方向图
由2×1 矩形天线阵的三维方向图可以看出，其方向性相对于单个贴片天线增强，在theta=0°的方向辐射增强。
2.4 E 平面方向图
由方向图可以看出，2×1 矩形天线阵方向性较单个天线变好，增益也有所提高。
2.5 驻波比VSWR
结合方向图和驻波比曲线，可以看出，2×1帖片天线阵列相对于单个贴片天线，天线的增益增加，约为 12.2dB；带宽有所减小，以5.75GHz 为中心频率，在约140MHz 的范围内满足VSWR<2。
3 2×2 侧馈贴片天线阵的仿真
设计2组完全相同的2×1 侧馈贴片天线阵连接，一般阵列之间的距离为0.75λ~0.8λ。经过多次仿真，两阵元间的距离为44mm。
3.1 2×2 贴片天线阵的设计模型
3.2 S11 仿真结果
可以看到，天线的谐振频率为5.75GHz，反射系数为-17dB。结果表明，反射系数S11 具有与单个天线单元、2×1 矩形天线阵相同的谐振频率5.75GHz。且有反射系数曲线可以看出，在中心频率5.75GHz 两侧，S11 变化迅速，方向性好。
3.3 三维增益方向图
3.4 E平面方向图
由方向图可以看出，2×2 天线阵的主瓣增益相对于单个天线单元、2×1 矩形天线阵有明显的增强。且主瓣宽度较小，存在旁瓣，但旁瓣较小。
3.5 驻波比
驻波比在谐振频率5.75GHz 两侧约100MHz 的频段内满足VSWR<2，符合要求。
4 设计总结
本实验利用HFSS13.0设计了一款工作于C波段中心频率在5.75GHz的矩形贴片线极化微带雷达天线阵列。其设计的重难点是矩形贴片天线尺寸的确定，贴片天线T 形头、天线 阵列的匹配网络的设计。通过由单个天线，到 2×1 天线阵，再到2×2 天线阵的连续设计，先较粗略地计算出尺寸，再经过多次的优化仿真，得到了比较理想的结果。最终得到的天线 阵较单个天线方向性增强，辐射增益加大，但反射也有一定的加大，带宽有一定程度的降低，总体而言，其性能得到了大幅的提高。
