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　　超寬帶技術是無線通訊領域中**競爭力和發展前景的技術之一，隨著系統帶寬的不斷增加，對天線的寬帶特性指標要求也越來越高。在整個電子系統的發展中，多任務多進程的要求也越來越高，這使得載體表面的天線數量增加，天線間的相互耦合增強，那么，超寬帶天線為多系統共用同一副天線提供廣大的前景。
　　
　　圓極化天線主要應用于衛星通信、衛星導航、以及一些地面通信系統，圓極化波是由兩個正交的相位相差90。的等幅線極化波合成，具有通信質量高、保密性好、抗干擾能力強的特點。本文利用電磁仿真軟件FEKO設計了工作在1.2—2.5GHz頻率范圍內的圓極化天線，涵蓋了我國的北斗衛星導航系統、GPS導航系統，以及其他的一些數據通信系統。FEKO是基于數值方法矩量法(MOM)開發的商業軟件，該方法結合多層快速多極子(MLFMM)使得精確分析電大問題成為可能。FEKO支持有限元方法(FEM)，與有限元(FEM)混合求解，MLFMM+FEM混合算法可求解含高度非均勻介質電大尺寸問題，特別適合結構之間通過自由空間耦合的問題。本文仿真的螺旋陣列圓極化天線的CAE仿真參數包括回波損耗S11參數、天線增益、極化軸比和天線二維、三維方向圖。
　　
　　2 模型的建立
　　
　　2.1天線設計
　　
　　本文仿真設計的天線模型為螺旋天線，輻射體為導電性良好的金屬螺旋線，當螺旋直徑與波長之比D/A約為0.25—0.46，即螺旋一圈的周長約為一個波長左右時，螺旋天線上的電流是行波，其**輻射方向沿螺旋的軸向，并且形成圓極化波。螺旋按照右旋的方式旋轉上升，將產生右旋圓極化波，螺旋按照左旋的方式旋轉上升將產生左旋圓極化波。
　　
　　利用FEKO軟件對天線單元進行建模仿真。輻射部分為右旋的螺旋線，螺旋分為兩段，底端的螺旋纏繞半徑28mm，螺距30mm，螺旋線半徑1.75mm，共8圈；頂部的螺旋線采用同樣粗細的螺旋線，螺距23mm，螺旋纏繞半徑依次遞減3mm，一共四圈。天線底部反射板為半徑80mm的金屬板，模型單元如圖1所示：


　　天線陣列的排布方式為水平線陣，單元數量8個，單元間距160mm，仿真模型如圖2所示。
　　
　　2.2參數設置及CAE軟件仿真結果
　　
　　頻率設置：1.2e9Hz—2.5e9Hz，掃描點數14，頻點之間間隔100MHz；
　　
　　端口設置：每個單元均采用edge port電壓源饋電，幅相分布為等幅同相；
　　
　　網格剖分：模型建好之后，按照軟件默認的λ/8進行網格剖分，通過mesh查看網格剖分情況，優先選擇軟件建議的網格剖分大小，為了提高計算精度，適當將網格剖分大小進行調整，并對螺旋線圈上的網格進行加密處理。
　　
　　通過FEKO軟件的仿真，單個單元和天線陣列的仿真結果如下：
　　
　　S11參數：仿真結果顯示，天線在整個頻率范圍內的S11參數都小于-12dB，仿真曲線如圖3所示。
　　
　　天線增益：在整個工作頻帶內，天線單元最小增益為9.8dB，**增益為14.2dB，天線單元方向圖及增益曲線如圖4、圖5、圖6所示。天線陣列采用1x8的直線型排列方式，從FEKO軟件的CAE仿真結果來看，在1.2GHz—2.5GHz的頻率范圍內，天線增益基本都大于18dB，帶內**增益為21.5dB，天線方向圖及增益曲線如圖7、圖8、圖9所示。利用FEKO軟件的后處理功能，文中還給出了天線單元和天線陣列的三維方向圖，如圖10、圖11所示。　　
　　極化軸比：利用FEKO軟件的仿真結果，可以看出天線單元和天線陣列的軸比曲線非常理想，在工作頻帶內，軸比均小于3dB，仿真曲線如圖12、圖13所示。

　　
　　3 分析與結論
　　
　　本文提出的超寬帶圓極化天線，利用先進的三維電磁場仿真軟件FEKO進行仿真，得到了用戶所關心的性能參數，并且仿真計算迅速，通過與實測結果對比，驗證了該天線的寬帶特性，相對帶寬達到了70%，同時也證明FEKO軟件的仿真可信度很高，具有很高的工程應用**性和實用性。

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