引言
随着科技的不断进步，传感器和通信设备的应用越来越广泛，因此对于天线的要求也越来越高，只能工作在单一频段的天线难以面对越来越复杂的应用场景[1-4]。为了提高接收和发射信号的隔离度，同时也为了提高频带的利用率，将通信系统划分为上行和下行频段，它们以不同的极化形式工作，以进一步提高隔离度。因此，研究具备多频多极化功能的天线有着极高的应用价值[5]。
传统获得多频性能的方法是为天线添加具有不同谐振频率的寄生元件[6-7]或加载具有左右手特性的超材料单元[8-9]。在此之外，许多相关学者也为实现天线的双频双极化特性做了许多其他的尝试[10-14]。Qian 和 Tang 在2011年通过两个不同的辐射单元设计了一款结构简单的双频双极化天线[10]，然而该天线整体口径较大，不符合小型化的天线设计趋势[11]。Zhang 和 Wu 等研究人员在2016年设计了一款能够在保证天线小口径的同时实现不同的圆极化辐射的天线[12]，但是它需要两个馈电端口才能够实现预期效果[11]。Monterodepaz于2011年设计了一款加载谐振器的双频双极化的微带天线[13]，但是该天线仅能实现线极化的双频特性，且带宽较窄[14]。鉴于目前国内外的研究现状，双频段双极化天线的设计仍存在深入研究的必要性。
Harrington 和Mautz[15-16]于1971年提出了经典特征模理论，它与传统商业软件的冗余优化设计及试错天线设计方法有所不同，能够直接指导天线设计者利用各种结构的谐振特性进行天线设计，其被广泛应用于解释天线的工作机制，帮助指导天线的设计研究[17]。为了更直观地指导天线的设计，本文采用基于混合势积分方程的特征模理论[18]分析并设计一款2.45 GHz和5.8 GHz频段双模式同时工作的双极化天线。该天线结构由加载U形缝隙的贴片结构1、矩形贴片结构2和两端短路的贴片结构3组成。其中贴片结构1高频下存在定向辐射特性；贴片结构2起到耦合的作用；贴片结构3在低频下存在全向辐射特性。
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作者信息：
刘巾军1，沈飘飘2，肖如奇3
（1.陆军装备部驻南京地区军事代表局驻南京地区第四军事代表室，江苏 南京 210024；
2.中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江 嘉兴 314033；
3.江苏第二师范学院 人工智能与教育现代化研究中心，江苏 南京 211200）
