基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力. 采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线. 并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法. 研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.      

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。     

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.     

小型化双频微带阵列天线设计

针对双频工作的无线通信系统的传输要求,提出一种小型化双频微带阵列天线,该天线由4个矩形贴片辐射单元和微带线馈电网络组成.首先设计具有双频工作特性的开槽微带贴片单元,其馈电采用偏心侧馈的方式,可通过贴片尺寸与开槽的长度对2个工作频率进行独立调节;然后设计一分四等分功率分配器,作为阵列天线的馈电网络;最后,利用该馈电网络将等间距分布在同一直线上的4个结构相同的微带贴片单元连接,构成中心馈电的四元微带阵列天线,并利用三维电磁仿真软件对该阵列天线的性能进行仿真与优化,结果表明其在2.3 GHz和2.6 GHz 2个工作频段内可满足小型化双频带覆盖的技术要求,并具有较好的增益和方向性.     

低副瓣边馈微带天线阵列设计

在实际应用中要求微带天线具备高增益、低副瓣、波束控制等特性。基于角馈方形微带贴片阵列天线的理论分析,采用中心短路、边缘馈电的方式设计了低副瓣ku波段单脉冲微带平面天线阵列。经测试所设计的10×10单元单脉冲微带天线阵的副瓣电平达到了-19.5dB。结果证明该设计方法对高增益单脉冲天线设计是有效可行的。     

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.     

一种新型微带馈电的Ku波段波导喇叭天线的设计

针对卫星地面通信系统采用的抛物面天线体积大,机动灵活性差的缺点,以及微带阵列天线增益小,损耗大的缺点,提出了一种新型波导喇叭天线,辐射层为中心开八边形孔的理想导体,馈电层采用双层正交微带馈电来实现双极化,单元天线尺寸仅有21mm*21mm*2.2mm,设计了一分四的等分馈电网络,并组成2*2的波导喇叭天线阵列。利用ＨＦＳＳ仿真软件得到2*2阵列增益达到15dB,利用矢量网络分析仪测得阵列天线增益为14.5dB。该天线结构简单,体积较小,增益高,组成大型阵列之后能够代替传统的抛物面天线,作为卫星地面通信系统天线。     

一种新型微带馈电的Ku波段八边形波导喇叭天线的设计

针对卫星地面通信系统采用的抛物面天线体积大、和机动灵活性差的缺点,以及微带阵列天线增益小、损耗大的缺点,提出了一种新型波导喇叭天线,辐射层为中心开八边形孔的理想导体,馈电层采用双层正交微带馈电来实现双极化,单元天线尺寸仅有21 mm×21 mm×2.2 mm,设计了一分四的等分馈电网络,并组成2×2的波导喇叭天线阵列。利用HFSS仿真软件得到2×2阵列增益达到15 dB,利用矢量网络分析仪测得阵列天线增益为14.5 dB。该天线结构简单,体积较小,增益高,组成大型阵列之后能够代替传统的抛物面天线,作为卫星地面通信系统天线。     

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%.     

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.     

一种波导缝隙耦合馈电的微带天线阵

设计了了一种新型的微带天线阵。该天线阵采用矩形波导宽边纵向缝隙耦合微带线结构给串馈微带贴片线阵馈电,从而构成二维平面阵。利用软件CST对波导缝隙-微带线耦合结构和微带串馈线阵进行了仿真设计,并制作了一个X波段16×16元天线阵,测量结果证明了分析设计方法的正确性。     

一种宽带双极化印刷振子基站天线单元的设计

设计一种可用于W-CDMA,TD-SCDMA等2G/3G/4G-LTE通信标准网络的宽频带双极化印刷振子基站天线单元.天线由两个双层贴片结构十字交叉组成,在馈电巴伦底部采取梯形弯曲结构,提高了双端口的隔离度,便于组装;在贴片双臂上端附加短路T形贴片结构,展宽了带宽.实测结果表明:天线两端口电压驻波比≤1.5的带宽均达到66.7%(1.65~3.30 GHz),带宽内隔离度大于25 dB,带内增益为4.1~8.3 dBi.     

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。     

基于SICL馈电的新型双极化天线设计仿真

提出一种基于介质集成同轴线（SICL）馈电的新型双极化天线实现方案.设计扩展了双极化天线的阻抗带宽且实现了两个正交印刷电路基板的直接装配.馈电结构采用印刷电路技术实现.引入SICL到异面带状线的宽带巴伦,实现SICL到异面带状线的不平衡到平衡的转换.设计了一种从SICL到微带线的渐变式宽带阻抗匹配电路.在2.2~2.8 GHz频率范围内,仿真的极化端口隔离度大于20 dB,两个极化端口均获得宽角覆盖的方向图,主辐射方向的低交叉极化电平低于－20 dB,具有较高的辐射效率.所加工天线的测试结果与仿真结果接近,验证了设计方案的可行性.      

基于基片集成脊波导的缝隙阵列天线的仿真与实验研究

为了降低缝隙天线阵列的重量和体积,提出了基于介质集成脊波导的缝隙阵列天线。专门设计了一种渐变微带线与介质集成脊波导的过渡结构,使得天线可以使用SMA接头进行馈电。在CST Microwave Studio软件中建立了工作于C波段的介质集成脊波导4缝天线阵列模型并进行了仿真分析,并使用仿真数据建立了天线的等效磁流阵列模型,很好地解释了天线的辐射特性。仿真与实验结果表明,4缝天线具有10.8%的阻抗带宽(4.4~4.9 GHz),带内增益为8.5 d Bi。天线为印刷型结构,具有剖面低、重量轻、易于集成、带宽较宽及增益较高的特点,可以广泛应用在相应频段的通信设备中。     

一种新型四陷波超宽带天线的设计

设计了一种新型的结构紧凑的四陷波超宽带天线.天线的基本结构由U型辐射贴片、渐变微带馈线和半椭圆形地板组成.通过蚀刻对称的L型槽来抑制WiMAX的干扰;蚀刻圆环形互补开口谐振环(CSRR)以滤除上边带WLAN和下边带WLAN;以及对称的C型枝节来达到在X-band的陷波特性.实验结果表明,天线在超宽带2.58～13 GHz频段内电压驻波比小于2,同时在3～3.8 GHz、5～5.37 GHz、5.6～6.1 GHz和7.15～7.8 GHz四个频段内具有陷波抑制作用,在其余UWB频段内具有良好的辐射特性.天线尺寸小,仅为20×30 mm2.     

非均匀结构超材料天线罩的研究

提出了一种非均匀排列超材料结构.通过理论计算,该结构在Ku频段内的等效相对介电常数可以控制在0到1之间.该结构可用于天线罩提高天线的增益.分别对单个微带天线、2×2微带阵列天线、4×4微带阵列天线3种情况加载超材料天线罩的效果进行仿真.仿真结果表明:超材料天线罩对提高天线及天线阵增益的效果随着天线单元数的增加而减弱,如单个微带天线增益可提高6dB,而4×4微带阵列天线增益的提高只有1.6dB.     

一种适用于相控阵的超宽带双斜方形天线

宽频带是当前天线领域的研究热点之一.目前在相控阵系统中应用最广泛的印制天线有八木天线、领结型天线等.论文提出一种具有超宽带宽的新型传输带-馈线的印制天线,该天线由两个具有不同长度的平行类斜方形偶极子组成.其具有尺寸小,超宽带宽、较宽的波束宽度、增益高及前后比高等优点.通过仿真得到的VSWR和远场辐射方向图分别验证了该天线的特性.在相控阵和宽频带无线通信等领域具有良好的应用前景.     

双平板天线的微带天线阵设计

为提高微带天线的整体性能,设计了16元矩形微带平面天线阵。该天线阵采用串并联馈电网络,辅以四级四功分器对各微带阵元同相馈电,保证馈电幅度、相位为等幅同相。利用阻抗变换对天线阻抗加以匹配,并以4×4均匀平面阵,确保天线发射场的方向垂直于天线阵平面。CST仿真结果表明：要求频率内,16元矩形微带平面天线阵的回波损耗在10dB以下,z轴的方向性良好,最大增益可达15．89dB,满足天线的性能要求。