应用于数字电视系统的双极化Vivaldi天线

本文提出了一种具有高端口隔离度的双极化正交Vivaldi天线.在没有电流接触的情况下,以十字形交叉的形式将两个Vivaldi天线正交放置来实现双极化天线结构.为了满足低端带宽要求,同时改善低频辐射特性,提出了一种新颖的指数渐变槽边缘(ETSE)结构.两条微带馈线用于实现每个极化端口的独立馈电.测试结果与仿真结果吻合良好.所提出的天线实现了-10dB的回波损耗带宽为470-794MHz,并且在正交方向上显示了稳定的辐射性能.测试显示两个极化之间的隔离度优于25dB,并且在工作频带上的增益在1.57至7.18dBi之间.所提出的天线可以用于数字电视(DTV)系统.     

适用于海事卫星通信的螺旋天线阵设计

为实现船只与Inmarsat(国际海事卫星组织)卫星的实时通信,在使用DSP模块控制天线角度的基础上,采用轴向尺寸最小的三元螺旋天线阵结合带状线结构馈电网络的形式满足对天线极化、增益和方向性的要求,实现天线对目标卫星的实时跟踪.HFSS仿真结果表明,增益达到14 dB,3 dB波瓣宽度为49°,轴比在轴向46°范围内小于3 dB.     

C波段超宽带双极化微带贴片天线的设计

设计并仿真优化了基于L探针耦合馈电的C波段超宽带新型±45°双极化微带贴片天线,所设计的实现双极化采用的方法是两个正交L探针相互耦合并进行馈电,使得天线所承载的信道容量得到大幅度提升.借助Ansoft HFSS 15.0,完成对所设计的天线进行仿真验证,使得其重合阻抗带宽为38％,即在3.95～ 5.80 GHz时驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于等于2.同时,该天线在两个端口分别激励的情况下平均增益大于9.0 dBi,两个端口之间的隔离度大于22 dB,交叉极化电平小于-15 dB.该天线结构设计简单,可广泛应用于C波段超宽带无线收发通信系统.     

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(SIW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的SIW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

C波段小型化宽带双圆极化微带阵列天线设计

设计实现了一种工作在C波段的2×2的宽带小型化双圆极化微带阵列天线.通过多层结构和支节匹配技术,拓展带宽;T型功分器顺序相差馈电形成馈电网络且左右旋馈电网络分层排布,实现小型化.实物测试结果表明,该天线VSWR2的阻抗带宽达39.5%,左旋和右旋3 dB轴比带宽均达到28.6%以上,在工作频带3.4～4.2 GHz内,左旋和右旋增益均在10 dB以上,天线阵列尺寸仅为1.27λ_0×1.27λ_0×0.1λ_0.实物测试结果与仿真结果吻合良好.     

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(S IW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的S IW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5 dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

易于集成的高增益双环形印刷天线

 提出一种高增益、共面带状线（CPS）馈电的双环形印刷天线.该天线具有10.8 dB的高增益,在一定的功率密度下可以接收到更多的功率.交叉极化低于-38 dB,同时波瓣宽度大于70°,从而避免了严格的主波束校准问题.该天线适用于迅速发展的无线通信系统.为了便于测试,为天线设计了CPS 微带线巴伦.实测与仿真结果比较吻合.     

1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线

为实现天线的小型化,借助ADS2009电磁仿真软件,设计了一种1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线。样机测试结果显示,该天线相对带宽为15．54％,增益为2．16dB,输入阻抗为49．37＋j1．605n,3dB波瓣宽度为78．8°。实测特性阻抗、回波损耗特性、E面水平极化方向及Ⅳ面垂直极化方向等电磁辐射性能与仿真结果基本相符。该天线可独立使用,或作为大型天线阵的辐射元。     

高隔离度的双极化口径耦合微带单元与阵列天线

提出一种新型的双极化微带贴片单元与其阵列设计,该单元采用一对相互垂直的“H”形缝隙作口径耦合馈电,获得了良好的端口隔离度(在工作频带8.8～9.8 GHz内实测值大于42 dB).该结构用于SAR系统天线的子阵设计时,其网络布置较为简单.基于此设计,研制了八单元直线阵列天线,理论仿真和实验相当吻合,不但测得高的端口隔离度(>30dB),而且实测的交叉极化特性很好(<-32.5 dB).     

新型平面交叉耦合偶极子天线

本文提出一种新型平面交叉偶极子天线.该天线以原平面单极子天线为原型,通过采用交叉馈电和缝隙耦合技术将单极子拓展为异面偶极子,实测和仿真数据显示在频段0.8GHz～1.0GHz/1.7GHz～2.5GHz的驻波比均在2.0以下,低频段增益为2.62dB,高频段增益为4.21dB.该天线结构尺寸紧凑,易隐藏且安装方便,偶极子的结构使得可以在天线中心馈电,便于实际应用.     

双极化圆柱介质谐振器天线设计与实验研究

全极化数字相控阵天线具有波束扫描灵活、抗干扰能力强的优点,已成为以飞行器为载体的雷达天线领域的发展趋势之一。考虑到安装平台的限制,天线单元是相控阵天线的关键部件,研制适合工程应用的双极化天线单元具有重要意义。提出以双极化介质谐振器天线为全极化数字相控阵天线单元的设计方案;该方案具有辐射效率高、结构简单、易于馈电、体积小、极化端口隔离特性好等性能。设计了一种带有金属反射板的双极化圆柱形介质谐振器天线单元,采用全波电磁仿真软件对天线单元进行设计和优化,开展了天线单元的加工和性能测试工作。在4.95~5.05 GHz的带宽内,驻波比均小于2;天线的极化端口隔离度约为-20 d B;测试的天线波束宽度约大于80°,增益约大于6 d B,交叉极化电平约为-20 d B。天线的性能达到预期的指标要求,适合于实际工程应用。     

一种新型的共面波导馈电的宽带分集天线

本文提出一种新型的共面波导馈电的双极化宽带分集天线,采用MEM开关控制两个相互正交的宽缝隙结构分别接收相互垂直的极化信号。实验结果表明,该天线的两个单元同时工作时阻抗带宽可以达到4～18GHz（S11〈-10dB）,同时,在工作频带内具有良好的分集辐射特性。     

一种小型化树杈形缝隙Vivaldi天线的设计

设计了一种3.4~7.6 GHz频段的超宽带高增益低交叉极化的小型化Vivaldi天线。该天线是在传统Vivaldi天线基础上引入树杈形缝隙结构设计而成的新型Vivaldi天线。通过在辐射片引入树杈形开缝结构,改善了天线表面的电流,使其汇聚于缝隙附近,从而提高天线的辐射性能,改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽。仿真结果表明该小型天线在3.4~7.6GHz的频率范围内驻波比小于2,以5.4 GHz为中心频点的有效带宽达到4 GHz,在中心频点5.4 GHz增益为6.2 d B且交叉极化低于-20 d B。天线的尺寸仅为30 mm×30 mm。在此基础上加工并制作了天线样件,实测结果和仿真吻合良好,可以应用于无线通信系统中。     

基于互补辐射器的Q波段宽带半圆形基片集成波导平面天线

提出了一种基于E形互补辐射器的宽带半圆形基片集成波导(SIW)天线. 为了提高天线的工作带宽,将天线主体部分设计为与微带馈线呈一定角度的半圆形SIW谐振腔. 互补的E形槽和微带线进一步拓展了天线的阻抗带宽,提高了整个工作频带内的增益. 金属化通孔用于改善阻抗匹配. 结果表明:天线-10 dB阻抗的带宽覆盖37.7~47.8 GHz,在整个工作频带内的增益大于6.4 dBi,在38.2 GHz条件下的最大增益达9.8 dBi,同时具备宽频带和高增益的优势.     

一种应用于WLAN/WiMAX的宽带三频天线

文章设计了一款应用于WLAN/WiMAX领域的具有三频特性的微带天线,同时覆盖了WLAN的2.4/5.2/5.8GHz频段和WiMAX的3.5/5.5GHz频段。该天线通过四个半圆环和一个半圆形贴片以及微带线产生两个谐振频率,然后采用带有圆形凹槽的不规则矩形片激发了第三个谐振频率,同时改善了天线阻抗带宽。通过仿真结果表明,天线在三个频段处的回拨损耗均小于-10dB,有较宽的带宽和良好的全向辐射特性。对仿真的天线进行了加工和测试,测试结果与仿真结果大致吻合,具有一定的实用价值。     

一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线

设计了一种适用于LTE基站天线系统的宽频带±45°双极化辐射单元。该辐射单元采用微带巴伦结构,用双倒L形微带馈线进行耦合馈电,并对该微带馈线进行切角、增加横向枝节、改变开路枝节宽度有效地扩展了天线的带宽。仿真及实测结果表明,在1.7~2.7 GHz频带内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.4,隔离度大于25dB,相对带宽超过45.4%。利用该辐射单元组成八单元阵列天线后辐射参数良好,水平面半功率波束宽度稳定在65°±5°,主极化前后比大于25 dB,轴向交叉极化比大于18 dB,基本能满足移动通信基站天线的指标要求。     

基于二叉分形树的宽带微带天线

采用二叉分形树结构设计了一种具有宽带特性的新型微带单极子天线。为获得宽带特性,综合应用基于时域有限差分算法的全波电磁场仿真、网络并行计算和遗传算法的天线自动设计技术对该分形微带天线进行了优化设计。根据设计结果加工制作了天线模型并进行了性能测试,测试结果同仿真计算吻合良好,并表明该天线的 <-10dB阻抗带宽达到了42.8%（从2.45GHz到3.80GHz）。     

渐变传输线及电磁缝隙结构的超宽带天线设计

为满足超宽带通信系统对天线小型化?抗干扰性能的要求,设计出一款基于非均匀传输线的平面网状扇形电磁缝隙结构的超宽带天线?依据非均匀传输线及电磁缝隙电路等效理论,推导出该天线的有效相位常数,总结出一种天线电路等效理论的分析方法?对该天线进行了设计?制作并加以测量?结果显示,天线在3~10GHz辐射特性基本保持一致;在3.10~15.78GHz回波损耗小于-10dB,增益大于4.4dBi;正面相距10cm的两天线隔离度S21小于-20dB,群时延基本在±1ns内?仿真与测试结果基本吻合,该天线满足超宽带系统的通信要求?     

岔线型缺陷地结构超宽阻带低通滤波器的设计

提出了一种通过在微带结构的接地金属板上蚀刻缝隙构成的岔线型缺陷地结构(岔线型DGS).利用岔线型缺陷地结构的阻带特性,设计了一个基于岔线型DGS的超宽阻带低通滤波器,其由两个岔线型缺陷地单元和微带高低阻抗传输线组合而成,实现了岔线型DGS低通滤波器的小型化和宽阻带.仿真结果表明,该滤波器3dB截止频率为2.87GHz,通带内S11均低于-20dB,阻带在-20dB以下的频段为3.5～20.3GHz,有效抑制了二次、三次或更高次的谐波响应.相比传统DGS低通滤波器的阻带拓宽了28%,当衰减极点相同时,占用面积减少了74%.实测结果与仿真结果相比具有很好的一致性.     

一种基于康托集分形的超宽带陷波天线的研究与设计

提出了一种共面波导馈电的超宽带陷波天线.该天线采用康托集分形辐射单元,有效增加天线的阻抗带宽,使所设计的天线满足超宽带通信的需求.为了避免超宽带天线与传统的窄带系统之间的干扰,在共面波导接地面的顶部刻蚀一个U形槽,从而在5.1～5.9 GHz产生一个陷波特性,有效避免超宽带系统与窄带系统之间的干扰,实现超宽带系统与WLAN和WiMAX系统的协同工作.利用高频结构软件HFSS对设计的天线进行仿真分析,结果表明,在3.1～10.6 GHz频带范围内所设计的超宽带天线的回波损耗小于10 dB,并在5.1～5.9 GHz范围内回波损耗大于10 dB,实现了超宽带系统与IEEE802.11 a(5.1～5.9 GHz)的协同通信.