胡振欣 ,李华成 ,李云楷 ,叶亮华

(1.广东工业大学 自动化学院,广东 广州 510006;2.广东工业大学 物理与光电工程学院,广东 广州 510006)

全向圆极化天线因其圆极化特性和全向辐射模式而受到越来越多的关注[1-2]。近年来,研究者们提出了许多全向圆极化天线的设计方法[3-12]。其中大多数全向圆极化天线由两个正交的线极化天线组合构成[3-8]。另外,如介质谐振器天线是同时激励其垂直和水平极化模式[9-10]。还有的是通过在圆柱腔体表面刻蚀正交槽来实现全向圆极化辐射[10-12]。虽然通过上述设计实现了全向圆极化辐射,但它们通常具有较大的尺寸或复杂的馈电和匹配网络。

螺旋天线由于其结构简单,易于实现圆极化而得到了广泛的研究[13]。三维结构的螺旋天线一般有两种常用的辐射模式:一种是轴向模辐射;另一种是法向模辐射。轴向模螺旋的周长约为1λ,具有宽阻抗带宽、中等增益的定向圆极化波束[14-15]。与轴向模螺旋相比,法向模螺旋具有全向辐射模式和非常紧凑的结构,一般要求螺旋直径小于0.18λ。当工作在圆极化状态下,其高度(沿其轴的总长度)也非常小。对于传统的0.5λ圆极化法向模螺旋天线,输入电阻在第一谐振点处只有几欧姆,而对于传统的nλ/2 圆极化法向模螺旋天线,由于电流相邻两个半波方向反向,从而辐射体表面电流方向并不一致。因此仅仅通过简单地增加螺旋辐射体的长度以提高天线的辐射阻抗是不可行的。为了解决全向圆极化法向模螺旋天线目前所面临的问题,近年来研究者们提出了许多方法,可以概括为两类:一类是改进馈电方法,如通过耦合探针馈电[16]和多对螺旋线同相馈电[17]等。……