一种适用于WLAN和WiMAX的三频圆极化开缝天线

在WLAN和WiMAX等无线通信系统中,天线需要多频化、宽带化、圆极化等特性。因此本文设计了一款共面波导馈电的三频圆极化开缝天线。天线由C形金属贴片和带有似勺状枝节的非对称开槽接地板组成。该天线通过添加似勺状枝节来扩展轴比带宽,并实现三频圆极化特性。在3个轴比带宽内,天线在主轴方向上均辐射右旋圆极化波。测得该天线的阻抗带宽(S_(11)-10 dB)分别为2.22～4.21 GHz、4.84～6.00 GHz。3 dB轴比带宽分别为2.17～2.47 GHz、3.46～3.76 GHz、4.17～6.00 GHz。在3个轴比带宽内增益分别为1.5～2.5 dBi、2.8～3.0 dBi和4.5～5.3 dBi。设计天线结构简单、易加工、性能良好,可用于相关频段的现代无线通信系统中。     

基于超表面的极化可重构天线设计

设计了一种应用于WiMAX频段的极化可重构天线。天线由交叠放置的两个方环构成的“8”字形超表面和缝隙天线两部分组成，通过机械旋转超表面实现了线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）以及右旋圆极化（RHCP）三种状态的转换。仿真和测量结果表明，该天线实现了线极化和圆极化之间的转换，圆极化状态下的-10 dB相对阻抗带宽为35.4%(2.84 GHz～4.06 GHz),3 dB轴比带宽为10.2%(3.34 GHz～3.7 GHz)；线极化状态下-10 dB阻抗带宽为37.4%(2.74 GHz～4 GHz)。天线具有较好的辐射特性，工作频段内增益均高于6 dBi。     

采用空间映射方法优化卫星通信圆极化微带天线

论文提出了一款宽频带圆极化多层微带天线,天线具有两个不同尺寸的圆形辐射贴片进而展宽了带宽.采用3dB定向耦合器与天线集成在一起,为天线提供幅度相同,相位相差90°的两路信号来实现圆极化特性.由于该天线结构复杂,设计过程中计算量比较大,文论中采用渐进空间映射算法进行优化,节省了时间,提高了效率.天线优化结果:0.87-2.55GHz的阻抗带宽和0.94-2.16GHz的轴比带宽.对天线加工、测试,测量结果可以实现0.88-2.55GHz的阻抗带宽和0.96-2.16GHz的轴比带宽.通过比较可以看出测量结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了空间映射方法的有效性.     

新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线

文章设计了一款新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线。此天线由问号形(?-shaped)贴片和刻蚀扇形凹槽的矩形接地板以及介质基板组成。通过在接地板刻蚀扇形凹槽,有效地扩展了天线的阻抗带宽和轴比带宽。此天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为28mm×26mm×1.6mm。天线的阻抗带宽达到了60.79%(3.95～7.4GHz),轴比带宽达到了34.67%(4.65～6.6GHz),覆盖了5.8GHz的ISM频带。     

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.     

圆极化引信天线设计

设计出一种平面圆形、小尺寸无线电引信用圆极化微带天线。该天线在±600的扫瞄空间内,天线极化轴比为1.06dB—3.3 dB,增益为4.7 dBi。阐述了设计理论和设计方法,给出了这种圆极化天线的具体设计尺寸、仿真天线方向图、极化轴比图和驻波图。     

基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计

通过对圆环缝隙结构的圆极化天线的理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左、右旋圆极化可重构微带天线.实际制作了工作频率为5 GHz的右旋圆极化可重构天线,将仿真和实际测量结果进行比较得出,添加十字形槽的圆极化可重构天线的阻抗带宽为4.45～5.50 GHz.在4.75～5.45 GHz范围内,实测天线相对轴比带宽为14%.这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加1倍.     

用于全球定位系统终端的小型化四臂螺旋天线

设计一种工作在全球定位系统(GPS)L1频段小型化四臂螺旋天线.该天线由弯折的螺旋臂和双层馈电网络组成,与传统的半波长四臂螺旋天线相比,不仅缩短了螺旋臂的长度,而且有效利用了接地面的尺寸,从而在紧凑的空间内仍能保持较高的顶点增益.天线尺寸为20 mm×20 mm×21 mm(0.10λ_0×0.10λ_0×0.11λ_0,λ_0为中心频率1.575 GHz时对应的波长).实测结果表明,|S_(11)|≤-10dB的阻抗带宽为2.9%(1.555～1.600 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为14%(1.386～1.602 GHz),在L1频段中心频率处的顶点增益达到4.15 dBi.因此,可应用于小型化的全球定位终端设备中.     

C波段低剖面双圆极化微带阵列天线小型化设计

设计了一种工作在C波段的5×5小型化低剖面双圆极化微带阵列天线.与传统的阵列相比,通过相邻2×2子阵列的贴片交错,可以缩小单元间距,实现小型化;采用两个T型功分器馈电网络,同层分布,可以拓展带宽.测试结果表明,左右旋圆极化的阻抗带宽（VSWR<2）和轴比带宽（AR<3dB）分别达到20%和16%,在频段5.3-6.36 GHz内,左右旋增益最大值为15.2dBi.天线阵列尺寸为3.05λ0×2.74λ0×0.037λ0.     

用馈电校正优化设计双馈点圆极化微带天线

该文提出用馈电校正的方法来改善圆极化天线的轴比性能.通过增加附加并联枝节改变双馈电点处信号幅度和相位的相对分布,抵消高次模辐射和馈电网络寄生辐射的影响,将高次模辐射和寄生辐射都考虑在内,来实现馈电校正.在X波段采用全波一体化优化方法设计出双馈点宽带圆极化微带天线.该文给出了仿真结果及实测数据.获得的实测结果为:中心频率为10GHz,电压驻波比小于2的带宽为33.85%,圆极化轴比小于3dB的带宽为22.4%.与校正前的结果相比,轴比带宽从16.2%提高到22.4%.     

一种用于“北斗”卫星导航系统的小型化微带贴片天线

基于“北斗”天线小型化的考虑，利用高介陶瓷基板（εr=16）来设计“北斗”卫星导航系统微带贴片天线，该天线采用切角结构，同轴线馈电方式，工作在“北斗”一代的S频段（2 492 ± 5 MHz,右旋圆极化）。采用Ansoft公司三维电磁仿真软件HFSS进行仿真分析，数值仿真结果表明： S11<-10 dB的阻抗带宽为62 MHz，3 dB极化轴比带宽为15 MHz；采用矢量网络分析仪对天线实物进行性能测定，实测结果表明，S11<-10 dB的阻抗带宽为66 MHz，3 dB圆极化轴比带宽为12 MHz，仿真结果与测试结果基本吻合，天线性能良好，满足“北斗”接收天线设计要求。该天线在满足北斗接收天线的性能的同时，由于采用高介陶瓷作为基板，使得其与传统天线相比，尺寸缩减了75%，具有一定的应用前景。     

正交缝隙耦合馈电宽带圆极化微带天线设计

为了实现圆极化微带天线的频带拓宽和增益提高,在缝隙耦合天线的基础上,设计了一种Ku频段正交缝隙耦合馈电的宽带圆极化微带天线。该天线以双层方形贴片为辐射单元,在拓展天线阻抗带宽的同时提高了增益;采用微带线结合正交左旋缝隙结构实现耦合馈电,通过优化缝隙结构改善了天线轴比特性。测量结果表明:阻抗带宽(VSWR2)和轴比带宽(AR3dB)分别达到22.5%和16.2%,轴比带宽内天线增益均大于9dBi。该结构天线以其简单的馈电设计为宽带圆极化微带天线设计提供了一定的参考价值。     

60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

Koch分形在圆极化微带天线中的应用

将分形应用于微带天线设计中,方形微带贴片边界为Koch分形曲线形式,同时用探针在贴片对角线上的适当位置馈电,从而实现微带天线的圆极化特性。采用电磁仿真软件CST Microwave Studio?对天线进行了设计,得到了可以工作于GPS系统1228MHz频段的一次和二次分形的圆极化微带天线结构参数。根据设计结果制作了天线样机,并在微波暗室内进行测试,结果表明一次分形和二次分形天线均谐振于1228MHz,相对阻抗带宽、轴比及增益分别为1.5%和1.4%、2.5dB和1.4dB、2.7dB和2.4dB。二次分形天线与一次分形天线相比,轴比特性有明显改善。     

应用于 C波段的宽带圆极化微带天线设计

圆极化天线具有可接收任意极化电磁波的优点而被广泛使用,为满足通信需求,宽带圆极化天线应运而生。通过对矩形贴片天线进行结构调整得到一种新型宽带圆极化天线,使用电磁仿真软件CST对此天线进行全波时域仿真分析。仿真结果表明,该天线工作频段为3．8～8．1 GHz,在通带内轴比参数AR＜3的带宽为4～8 GHz,有效地拓宽了带宽。     

一种紧凑结构的宽频带圆极化微带天线

为了解决层叠结构微带天线剖面高、结构复杂的问题,首次将支节匹配技术用于层叠结构的微带天线中,实现了更佳的阻抗匹配,且降低了天线高度,并将馈电网络与激励贴片做于同一层,使得天线结构简单紧凑.所设计天线的高度为0.053λ,比传统的层叠结构微带天线降低了近50％,同时实现了29.2％的阻抗带宽、32.3％的3 dB轴比带宽...     

一种用于产生OAM波束的集成圆极化天线阵列

提出了一种在S波段内产生轨道角动量(OAM)波束的集成圆极化微带天线阵列.天线采用同轴馈电的方式.为了获得良好的圆极化特性,利用CST软件对天线结构参数进行了仿真优化分析,最终确定天线整体尺寸为0.416λ_0×0.416λ_0×0.026λ_0,3-dB轴比带宽为3.79～3.85 GHz,S_(11)-10 dB的工作带宽为3.74～3.96 GHz.该天线结构简单紧凑,易于实现.天线阵列由6个相同的圆极化天线组成,相邻阵列单元沿顺时针方向旋转60°,通过仿真和实验结果得知,在对阵元进行等幅、等相位的馈电的条件下,该天线阵列能够产生模态l=-1的OAM波束,这能够有效避免复杂馈电网络结构的设计.     

一种阶梯型双层微带贴片天线的优化设计

文章提出一种阶梯型双层微带贴片天线,该天线有2层贴片,第1层贴片类似阶梯状,第2层贴片呈T型;采用时域有限差分法(FDTD)工具建模仿真,优化后的天线在-12 dB的相对带宽达到了27％(2.26～2.96 GHz),完全覆盖2.4 GHz频段,其较宽的带宽满足高清数字电视传输和互联网应用的要求.     

空气腔对RFID读写器天线性能影响的研究

依据空气腔在滤波器和微带贴片天线中的成功应用,将其引入RFID读写器天线,针对工作频率和带宽特性进行研究.天线采用在介质板中间适当挖空的方法,使其形成一个矩形空气腔,从而调节谐振频率、提高阻抗带宽和辐射特性.相比较没有空气腔的天线性能指标为:在S11≤-10dB时,阻抗带宽从13MHZ增加到51MHz;AR≤3dB时,轴比带宽从7MHz增加到13MHz;天线增益从4.79dB增加到了6.34dB.     

共面波导馈电的新型圆极化天线阵列

提出了一种新型共面波导(CPW)馈电的1×2圆极化阵列天线及改进后的2×2阵列天线.为了改善阵列天线的圆极化轴比带宽,将顺序旋转馈电技术与共面波导-槽线馈电网络相结合,设计了用于微带贴片天线的新型馈电网络.仿真与实测结果证明,该类型的馈电网络可以同时改善阵列天线的阻抗带宽与轴比带宽.实测结果表明,1×2线阵的阻抗带宽与轴比带宽分别为3.79%和16.41%.2×2面阵的阻抗带宽与轴比带宽分别为3.61%和10.83%.