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文献（Neng-Wu Liu, “Cross-Polarization Reduction of a Shorted Patch Antenna With Broadside Radiation Using a Pair of Open-Ended Stubs,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 68, no. 1, pp. 13-20 Jan. 2020.）指出传统的短接式贴片天线在 TM1/2,2 模式下，其表面的电场分布大致如下图所示：
考虑其在 H 平面（YOZ 平面）上的远场辐射特性，|Ephi|分量由 E2,E3 确定，|Etheta|分量由 E1 确定，在特定的尺寸下会出现|Etheta|过大而|Ephi|过小的情况，即交叉极化的现象。
为了降低上述的交叉极化现象，可以在贴片天线上增加一对如下图所示的短截线，改变贴片天线的电流分布，用以削弱远场的|Etheta|分量并增强电场的|Ephi|分量。
为了降低贴片天线的有效的辐射面积，可以将上述短截线进行了折弯处理。此时，改进后贴片天线 TM1/2,2 模式的工作频点已经与原贴片天线 TM1/2,0 模式的工作频点较为接近，对比两者的交叉极化现象，改进后的天线仍然具有明显的优势。
本文基于 ANSYS HFSS 软件仿真分析了一种上述的短接式贴片天线，计算天线的工作频点、贴片表面电流分布，远场辐射方向图，验证了文献中的结论。
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HFSS 仿真流程和结果
2.1 短接式贴片天线
本文仿真的短接式贴片天线如上图所示，其中基片材质为 F4B，不考虑 Patch 和 Ground 的厚度，设为 PEC 边界，基片和 Ground 的面积为 150mm x 150 mm，基片厚度 3mm，Patch 面积为 40mm x 26 mm，馈电点距离 Patch 的边界（x 方向）为 20.5 mm，Patch 一端通过短接引脚接地。根据天线尺寸，预算 TM1/2,2 模式的工作波长约为 40mm，即工作频点大约在 7.5GHz 左右，扫频计算得到其工作频点为 7.75GHz。
在工作频点下仿真计算贴片天线的表面电流分布和 YOZ 平面的远场方向图（GainPhi 和 GainTheta）。电流分布表面贴片天线的工作模式为 TM1/2,2 模式，远场方向图表面此时天线存在严重的交叉极化现象，尤其是 theta=0 方向附近。
2.2 含有短截线的贴片天线
为了降低上述的交叉极化现象，可以在贴片天线上增加一对如下图所示的短截线，短截线的宽度为 0.3mm，这里对短截线的长度进行参数扫描，取值为 17.4mm、22.4mm、27.4mm 和 32.4mm。S11 的计算结果表面，随着短截线长度的增加，工作频点逐步降低。
远场方向图表明，随着短截线长度的增加，交叉极化的现象逐步改善。
2.3 含有短截线的贴片天线
为了降低贴片天线的有效的辐射面积，可以将上述短截线进行折弯处理，本文中折弯处理的短截线总长度为 22.4mm。其工作频点在 2.67GHz。
改进后贴片天线 TM1/2,2 模式的工作频点（2.67GHz）已经与原贴片天线 TM1/2,0 模式的工作频点（1.91GHz）较为接近，对比两者的交叉极化现象，改进后的天线仍然具有明显的优势。
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结论
传统的短接式贴片天线在 TM1/2,2 模式下，H 平面存在严重的交叉极化现象；
通过增加一对短截线，可以通过改变贴片天线表面的电流分布，从而改善交叉极化；
通过，仿真计算可以验证上述结论。
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