由于微帶貼片天線在饋電方式和極化制式的多樣化，以及饋電網絡、有源電路集成一體化等方面具有很多的優點，從而采用雙極化天線成為提高通信容量的一種比較實際的做法。目前常用的雙極化工作方式主要有兩類，第一就是利用方貼片作為輻射單元，對方貼片天線采用正交邊雙饋電就能激勵一對極化方向相互垂直的輻射波。第二就是利用不同層的天線陣列分別實現不同的極化，缺點是結構復雜，制作困難，造價高。我們采用在同一平面上實現兩種極化方式，貼片單元的饋電方式卻不用改變。

基于ROGERS公司的RO4350B板材設計了一個4×4微帶串饋陣列天線，現就整個設計流程和心得進行分享。

蘇州昆山PCB電路板SMT貼片廠家13328056922昆山精鼎電子PCBA

使用RO4350B板材已經積累不少天線設計和調試經驗，因此決定仍然采用這個板材。RO4350B堪稱“性價比之王”，一方面它在24GHz的頻段下仍然具有穩定的介電常數和損耗因子，并且在諸如基站通信、微波雷達等高頻領域得到廣泛應用和檢驗；另一方面它的成本相對低廉，博銳電路無論是單板還是混壓技術都十分成熟。天線帶寬只要求250MHz， 10mil或者20mil厚度均可滿足，本設計選用20mil厚度。板厚確定后，100ohm微帶線的介質波長約為0.6個空間波長。利用陣列因子容易計算4×4均勻陣的-3dB波束寬度約為22°，因此可判斷4×4串饋微帶陣列可以滿足設計指標。

陣元設計

利用任一商用電磁仿真軟件建立垂直極化陣元模型，調整貼片寬度和饋電線伸入貼片的長度可以調整輸入阻抗，容易獲得圖1所示的匹配狀態。

饋電網絡設計

饋電網絡設計是關鍵環節，考慮設計余量，利用Chebyshev分布計算等間距等相條件下-20dB副瓣的功率分布，得到表2所示功率分配。分別設計H 面和E面饋電網絡，調整各阻抗變換段使各輸出端口的功率分別滿足Chebyshev分布。按圖2所示方式組合H面和E面饋電網絡即可得到整個饋電網絡。由于相對帶寬很窄，簡單的四分之一阻抗變換段即可滿足帶寬要求，進一步優化各阻抗變換段直到功率分布滿足期望分布值。

陣列天線設計和優化

昆山精鼎電子是一家專注上海蘇州昆山PCB電路板制作、蘇州SMT貼片焊接、昆山PCBA線路板組裝調試以及元器件采購經驗超過10年的民族企業，公司擁有強大的工程團隊和專業的電子元器件采購團隊，歡迎各電子行業朋友來電詳詢：13328056922，PCB網站 m.365068.cn

在設計好陣元和饋電網絡后，進行4×4陣列的全波仿真。這一步特別需要注意的是，陣元間的相互耦合會使得功率分配和匹配狀態惡化，因此需要仔細調試。既可以根據仿真軟件掃參結果進行手動調節，也可以利用Matlab編程調用HFSS軟件進行自動優化。圖3是4×4微帶陣列天線的駐波，-10dB阻抗帶寬達到1.1GHz，滿足24-24.25GHz的工作帶寬指標。圖4為微帶陣列天線的方向圖，H面和E面方向圖的-3dB波束寬度及副瓣電平均可滿足設計指標。

昆山精鼎電子13328056922多年以來在品質工作上的投入，形成了我們強有力的品質承諾。在對客戶的實際銷售后跟蹤過程中，昆山精鼎電子生產的PCBA電路板直通率最高能達到96%以上。蘇州SMT貼片加工中，昆山精鼎電子PCBA線路板的工程師會總結分析可制造性報告，提出并解決關于上海PCB電路板設計和生產中的缺陷問題以便降低蘇州SMT貼片加工DIP插件焊接不良率，全方位幫助客戶提升電子組裝直通率。

陣列天線主要電性能參數的仿真和實測結果在表3中給出。

設計心得

駐波實測結果相對于仿真結果往高頻漂移200MHz，由于天線實測整體帶寬達到1.2GHz，因而仍然可以獲得-12dB以下的回波損耗。如果需要進一步調試回波損耗，對照SMITH圖，使用刻刀調整饋電點處的變換段很容易獲得更佳的匹配。方向圖測試曲線和仿真曲線的趨勢相近，實測副瓣約為-18dB。另外，Rogers公司官方推出的MWI工具（如圖5所示），是一個精確計算各個系列板材上微帶線特征阻抗和損耗的工具，非常值得推薦使用。

請將您的PCB制作要求和SMT焊接組裝測試等一起發送給我們ksjddz@163.com。更多信息請聯系昆山PCB精鼎電子m.365068.cn