宽频带圆极化天线的优化设计

27.8

表2 NSGAⅢ参数设置

如此循环，止于达到预设的最大迭代数。

设定优化目标：1）1 dB轴比和-10 dB回波损失的公共频带BW；2）公共频带内的最大增益G_peak。优化的结构参数：l₀、l₁、l₂、 l₃和r，由于条带1和2不能相碰，设两者至少留有0.2 mm的间距，则有约束条件：优化参数的设置列于表2。

图5显示了每一迭代的最优解（由○表示）逼近Pareto最优解的过程，形象地显示历次趋优解所逐渐逼近、越益增多的过程。可见在公共频带内峰值增益的变化范围不大；而阻抗和轴比的公共频带变化较为剧烈。但增益和频带构成的Pareto最优解二者确互相矛盾。取最大BW所对应的天线结构参数及其性能列为表1的#2。其轴比和回波损失的仿真值示于图6，其公共频带达到 13.9%。图7是优化设计的天线#2在中心频率处的方向性图。

图4 天线#1的轴比和回波损失频响曲线

图5 历次优化所得Pareto解的分布图

图6 天线#2的轴比和回波损失频响曲线

图7 天线#2的方向性图（f₀= 2.5 GHz）

4 结论

本文发展了一种新型的圆极化天线，在微带馈电的圆形宽缝天线内加载了三根不同长度的径向金属条带，得以显著地展宽该天线的法向圆极化轴比频带。文章先借助软件仿真优选结构参数，用作优化过程的初始值，再用NSGAⅡ进行结构参数的优化，使1dB轴比和-10dB回波损失的公共频带为13.9%。