一种应用于WLAN/WIMAX的三频微带天线

文章设计了一个应用于WLAN(Wireless Local Area Networks)和WIMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access)领域的具有三频带特性的微带天线.天线利用多分支形式来实现多频带特性,其结构包括印刷在介质板正面的一半圆形贴片、矩形环及一个领结形单元,在介质板背面的接地板采用非均匀结构,并在接地板上沿增加了矩形贴片用于改善阻抗匹配.通过仿真设计表明该天线在三个设计频段内达到理想的带宽并具有较好的全向辐射特性,分别在2.4GHz的频段带宽达到9%(2.39GHz-2.6GHz),在3.5GHz的频段达到10%(3.29GHz-3.64GHz),在5.8GHz频段达到8%(5.75GHz-6.03GHz),且天线各频段性能可独立控制.天线具有较小的结构尺寸为31mm×18mm×1.6mm.最后,对天线进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好.     

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.     

一种超表面宽带圆极化交叉偶极子天线设计

本文设计了一种使用超材料表面(Metasurface,MS)作为反射器的圆极化交叉偶极子天线.该天线由两对分别印制在介质基板上下两面的扇形偶极子构成,利用金属贴片阵列实现的超材料表面放置在天线正下方用于改善天线的带宽和圆极化性能、减小天线的后向辐射.仿真与测试结果表明:该天线在2.26～2.74GHz有良好的阻抗匹配,在2.45GHz的中心频点相对带宽为19.6%,在2.4～2.65GHz实现了圆极化性能,相对带宽为10.2%,阻抗带宽内天线的最大增益均大于5dBic,剖面高度仅为0.04λ_0,整体尺寸为113mm×109.6mm×5mm.该天线具有较宽的工作带宽和良好的圆极化和辐射特性,性能良好且结构简单,测量结果与仿真结果一致.     

一种用于WLAN的双频紧凑型天线

本文提出了一种紧凑型微带线馈电的适用于无限局域网(WLAN)的双频天线,并获得了5.2GHz和5.8GHz的工作频点.该天线印刷在单层,介电常数为2.65的介质板上;天线尺寸为15mm×12mm×1mm.该天线由印制在介质板正面的倒置"土"字型贴片和背面开缝切角贴片组成.仿真和测试结果表明,该天线具有较好的双频工作特点,其阻抗带宽分别为210MHz(5.17～5.38GHz)和318MHz(5.68～6.02GHz).该天线在双频工作点上的最大增益为别为1.75dBi和2.32dBi,且具有较好的全向辐射特性.     

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。     

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.     

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。     

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%.     

一种新型双频宽带八单元5G手机天线设计

针对无线通信设备对MIMO天线多频段,结构简单和高隔离度的要求,研究提出了一款用于5G手机的新型双频宽带八单元多输入多输出(MIMO)天线;天线基板采用FR4材质,整体尺寸为150 mm×75 mm×0.4 mm;天线“U”型辐射单元加载在基板的一面,尺寸仅为10 mm×3.6 mm,每个单元被馈源分为两个部分,分别产生3.5 GHz和4.9 GHz两种谐振模式;同时,在金属板的一面,通过刻蚀矩形槽的方式,改变电流有效路径和阻断单元间的电流传输,以增加工作频带带宽和减弱单元间的耦合程度;仿真和实测结果表明：当S11小于-6 dB时可以覆盖3.3～3.6 GHz和4.8～5.1 GHz,天线单元间隔离度优于13.6 dB,辐射效率达到67%以上。与传统天线相比,天线在结构,带宽,隔离度等方面具有优势,具有良好的应用前景。     

一种新型钻石形超宽带天线的设计与实现

设计一种新型钻石形超宽带天线,该天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为26mm×24mm×0.8mm.设计过程中对天线辐射贴片进行两次优化,并利用阶梯化接地板的方法对天线进行优化.实验结果表明,该天线可在2.0~14.5GHz内实现电压驻波比VSWR≤2的带阻特性,相对带宽为151%,且具有结构简单和小形化等优点,可应用于各种超宽带(UWB)系统中.     

一种圆极化微带阵列天线设计

设计了一种新型U型开缝圆极化微带天线,天线分为辐射贴片层、缝隙层、反射板。通过等幅度90°相位差的功分器馈电方式,有效的增加了天线的轴比带宽,首先给出了天线单元的轴比、驻波、方向图仿真结果,然后对4×16阵列进行了加工测试,结果显示轴比AR3dB的带宽为24.5%,驻波小于2的带宽为27%,带宽内(4.3GHz～5.5GHz)增益大于19.6dB。     

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。     

大带宽脊形接地板贴片天线

提出一种新型的大带宽脊形接地板微带贴片天线.天线采用空气介质层，通过在脊形接地板顶端用同轴探针馈电单层方形贴片，从而减小了探针电感,能获得很宽的工作带宽.该天线的实测VSWR≤2阻抗带宽达到了90.1%，覆盖1.75 ～4.62 GHz的频率范围.     

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.     

具有陷波特性的小型超宽带天线的设计

设计了一种具有陷波特性的共面波导馈电超宽带天线.天线大小为（25mm×26mm×0.64mm）,利用仿真软件CST对其进行了仿真,对天线的阻抗特性、方向图和增益进行了研究.结果显示,该天线在3.1GHz到大于20GHz的频带范围内VSWR〈2,其中在5.1～6.2GHz间具有陷波特性.该天线在整个工作频段内有良好的辐射方向特性.     

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.     

小型化陷波超宽带天线的研究与设计

设计了一种具有陷波特性的超宽带天线,天线的阻抗带宽为118．8％．所设计的天线印刷在尺寸为30mrn×34mm×1．5mm,介电常数为3．5的介质基板上．通过在接地板上刻蚀“工”字形槽,有效地展宽天线的带宽,使其满足超宽带通信（UWB）系统（3．1～10．6GHz）的通信需求．同时为了实现该天线与无线局域网（WLAN）系统的协同工作,利用微波开路微带线技术产生陷波,从而避免WLAN对UWB通信的干扰．采用高频结构仿真软件HFSS对影响天线性能的关键参数进行设计、仿真、分析和优化,从而得到天线的最佳尺寸．实验结果表明,该天线在小型化的同时实现了宽带和陷波的要求,从而证明了设计方法的可行性和有效性．     

共面波导边缘结构的平面单极子天线

共面波导与微带线相比具有较低的损耗,并易于与其它电路结构集成。传统共面波导馈电的矩形单极子天线频带较窄。为了展宽天线带宽在矩形贴片底部开槽,并将共面波导的中心导带延伸至凹槽顶端进行馈电。将凹槽的顶端和共面波导的一部分地面设计成渐变结构,并通过在凹槽中插入阶梯结构对天线的输入阻抗进行调整。仿真结果表明,新型结构可将天线带宽由原来84.8%展宽到167.2%(频率范围为:2.17GHz～24.3GHz,S11≤-10dB)。实际测试结果与仿真值吻合良好。该天线具有近似全向的辐射特性,适合于便携式超宽带通信系统。     

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SIW圆极化汽车雷达天线的设计

在设计汽车雷达系统天线时,为实现其K波段天线圆极化特性,提出了在基片集成波导顶层开交叉缝隙的结构,并采用金属柱加扰的方法展宽了天线的工作频带。使用三维电磁仿真软件HFSS在罗杰斯介质板Rogers 5880上进行设计优化,得到4个交叉缝隙阵元的圆极化SIW缝隙天线。仿真结果显示:其轴比小于3 d B的带宽为370 MHz,在24.15 GHz频点上天线增益为8.6 d Bi,在24.00~24.25 GHz频率范围内,电压驻波比小于1.5。