近年来，随着现代微波通信的发展，研究人员越来越重视宽带圆极化微带天线的发展，各种形式的宽带圆极化微带天线层出不穷。左手材料由于其基于集总电容和电感的周期性加载结构，被广泛应用于宽带和小型化微波器件领域。在相关文献的基础上，设计了中心频率为1.8 GHz的宽带90功分器移相器，微带贴片采用L形探针结构馈电，从而增加了该天线的圆极化带宽。
1天线结构
天线的结构图如图1所示.该天线通过威尔金森功分器将输入能量分成两个幅度相同、相位差为90的信号。这两个信号通过探针耦合并馈入圆形辐射贴片。这种结构可以在金属条和天线金属片之间引入更大的容抗，可以补偿探头本身带来的高感抗，进一步增加天线和基板之间的高度。为了尽可能地增加带宽，本设计中引入的混合空气介质层是一种非常有效的方法。这种方法不仅可以方便地获得介电常数为1的空气层，而且可以方便地在普通介质层上印刷馈电网络。为了扩展天线的圆极化带宽，本文采用了宽带圆极化天线结构。天线由三部分组成，其中基于介质板的馈电网络层的输入特性阻抗为50，介质板为边长为W的正方形；半径为Rs的L形金属杆在空气层中的长度和高度为L1和H1，超出天线边缘的距离为S1。第三部分是辐射用的金属片，直径D，离地高度H。
圆形贴片的主要模式是TMll模式。根据天线结构，TMll模式的场能量集中在空气层中。如果激励单元的谐振频率为F，则激励模式为TMll模式。那么，当贴片形状为圆形并且激励板的半径为A时，存在：
根据上述公式，通过选择基片的介电常数和厚度，可以得到所需频点的初始圆形贴片尺寸。在该设计中，选择Arlon Diclad 880(tm)作为馈电网络的基板，该电介质板具有0.8mm的基板厚度和2.2的介电常数。空气层的介电常数为L，中心频率为1.8GHz。当确定盘的高度时，可以加宽贴片和基板之间的距离，以便扩展带宽。但随着两者之间高度的增加，方向图的辐射特性将不再良好，带宽增加也不再明显。一般高度可以在0.1-0.15之间选择，而为了让L型金属棒起到更好的馈电作用，这里H=20 mm (0.11 )比较合适。根据公式(1)，初始圆形贴片的直径为104毫米。其他参数为：W=180毫米，L1=36毫米，H1=ll毫米，Sl=14毫米，Rs=l毫米。通过HFSS软件的优化模拟，最佳贴片直径D为76.5毫米
2宽带功率分配馈电设计
Wlnkinson功分器的结构如图2所示。功分器可视为三端口网络。端口1为输入端，端口2、3为输出端，相互隔离。功分器两条支线的特性阻抗为。通过将CRLH-TLs和传统传输线添加到两个输出端，两个端之间的相位差可以是90。
假设端口3是一条中心频率F0=1.8GHz时相位为-54的普通传输线，用安捷伦公司的ADS软件计算的线长为18.3mm，由于普通传输线的线性特性，很容易分别得到f1=1.5 GHz和F2=2.1 GHz时的相位r(f1)=-45和r(f)=-63。
2端口加入CRLH-TLs后，频率f1和f2处的相位
根据公式(6)可以得到CRLH-TLs中RH-TLs的结构，然后根据公式(5)和(7)以及匹配阻抗可以得到L和C的值。N=2时，右侧TLs的长度为3.1毫米，左侧par
从图3所示的S参数曲线和图4所示的相位对比图中可以清楚的发现，加入CRLH-TLs结构后，两个端口的传输特性仍然可以满足要求，端口之间在1.28 ~ 2.53 GHz范围内的相位差可以满足90 5，这是普通微带线根本无法比拟的。
根据不加馈电网络时的软件仿真结果，本文设计的双馈圆极化天线结构在S11小于-lO dB时带宽为30% (1.46 ~ 1.94 GHz)，增益大于> 5 dB时带宽为62.2% (1.25 ~ 2.37 GHz)。显然，与普通介质基片的圆极化天线相比，新天线的带宽有了很大的提高。
4结束语
本文将左手微带线和传统右手微带线分别级联在威尔金森功分器上，作为宽带天线的馈电网络。为此，设计了一种新型宽带圆极化贴片天线，该天线具有突出的性能指标，与传统的双馈圆极化天线相比，各项指标都有显著提高。
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