一个12GHz频段的开槽耦合微带天线阵的设计

该文介绍了一个12GHz频段的开槽耦合微带天线阵设计.天线单元的耦合开槽采用"H"形状,各天线单元采取并列馈电方式.为增大天线的频带宽度,在印制有辐射单元和馈电线路的两个微带线路板之间加入了空气间隙.基于4×4单元天线阵仿真结果设计的8×8单元天线阵具有11.3～13.0GHz(S11<-10dB)的宽频带及22.3dBi的最大增益.     

口径耦合微带天线阵的互耦研究

针对微带天线阵阵元之间互耦的复杂性,给出了用时域有限差分法对口径耦合微带天线直线阵互耦现象进行分析的方法.该方法以口径耦合微带天线单元构成的7单元直线阵为研究平台,借助仿真软件Empire获取数据,结合直线阵和传输线理论导出相应计算公式,并用Matlab进行数据处理.应用该方法分析了互耦阵列的行为,给出了互耦系数的计算方法及其在天线设计中的应用方法.分析结果表明:由于互耦的存在及影响,使中心位置馈电天线阵的方向图出现旁瓣,边缘位置馈电的方向图出现非对称形状;互耦系数随着与馈电单元距离的增大急剧下降,距离4个阵间距以上的天线单元其模值下降到0.01以下.通过实例将该方法分析结果与仿真曲线进行了对比,其吻合程度验证了该方法的精确性.为在互耦状态下微带天线阵的设计提供了参考.     

利用信号与系统概念分析线天线的互阻抗

基于信号与系统理论 ,并利用数字信号处理技术 ,提出了一种分析线天线互阻抗的新方法 .在这种方法中 ,借用信号与系统的概念 ,将天线阵中天线单元的电流视为激励信号 ,将天线阵的空间结构视为系统函数 (或传递函数 ) ,而将单元天线间的互阻抗 (或其它电磁特性 )视为整个系统的响应 .通过这种等效 ,可将天线阵中天线单元间相互耦合看作信号与系统中的系统响应 ,进而可利用数字信号处理方法进行分析 .最后给出了利用该方法计算对称振子天线互阻抗的实例 ,计算结果证明了该方法的有效性 .     

组合型抗干扰天线

圆极化微带贴片天线在自适应阵抗干扰系统得到了广泛应用,天线阵系统小型化也是其中一个趋势,但由于抗干扰天线单元多,分布密集,并且同频间耦合严重,影响天线阵的整体性能。通过提出了一种组合型天线设计方案,并设计一款组合型北斗B3S的天线,应用于8单元抗干扰阵系统上来验证该方案的有效性。该天线工作于1.268 GHz和2.492 GHz,底盘尺寸直径为180 mm,传统天线B3采用35×35,ε=16,传统天线S采用30×30,ε=6;本设计方案采用一体式天线形式,尺寸采用50×50,ε=10的介质板,一个单元里面同时实现B3频段以及S频段。布阵间距为B3半波长;与传统的微带圆极化天线相比,该设计方案优点在于,B3天线与S天线的一体式设计。不仅满足了天线多单元的布阵需要,并且通过改善各单元的间距以及辐射尺寸,有效提高天线仰角增益。     

一种新型高增益贴片天线阵的研制

利用光子晶体可以抑制基板表面波传播来提高天线增益的基本思想,改进设计了一种高增益多层耦合贴片天线.天线采用悬置耦合馈电方式,使馈电电路与辐射元分离,减小了馈电电路对辐射元性能的影响,从而便于在阵列中的应用,同时,通过在覆盖层加载基底钻孔型PBG结构,使单元天线增益可以达到11.54 dB,相比普通单层微带贴片天线,增益提高了8.68 dB.在此基础上,采用均匀等辐并联馈电网络,实际制作并测试了一个4×4元高增益微带贴片平面天线阵.测试结果表明:天线阵在12.0-13.0 GHz的频带内均满足驻波比小于2.0(VSWR<2.0);在中心频率12.5 GHz处,天线阵增益可以达到22.23 dB,副瓣电平小于-13.5 dB,相对于普通4×4元微带贴片天线阵,增益提高了近一倍,这样的结构在平面天线阵小型化领域应用前景广阔.     

国际海事卫星地面终端天线阵单元的设计

提供了一个详细的国际海事卫星地面终端天线阵单元的设计，该设计采用单馈点圆极化口径耦合的多层微带天线形式，使用低价格、低介电常数的泡沫塑料，以降低成本和拓宽天线的阻抗带宽。测量结果表明，天线的阻抗带宽(电压驻波比，VSWR≤2)和圆极化带宽(轴比AR≤3dB)分别达到18.8％和12.3％。同时，天线在1593MHz的增益达到9.4dBi。     

新型海事卫星通信微带贴片天线单元

结合经验公式和仿真软件,设计了一种双层贴片,两层介质的微带贴片天线单元.该单元天线采用单馈点正方形切角的方式实现圆极化,在频率为1520～1680 MHz、驻波比<1.5时,相对阻抗带宽达到10%,满足了第四代海事卫星通信中BGAN业务的需要.此外,该天线单元舍弃了传统的探针耦合馈电方式,采用特性阻抗为100Ω的微带线馈电,便于实现天线阵微带馈电网路的设计,从而达到改善其方向性及轴比带宽的目的.     

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).     

共用口径双波段双极化微带天线阵的设计

介绍一种新的共用口径双波段双极化（DBDP）微带天线阵的设计.天线工作于S波段和X波段，采用双线性极化，适用于机载或舰载的合成孔径雷达（SAR）.为了满足高低波段的带宽要求，天线采用双层贴片形式，解决以往DBDP天线在低波段难以满足带宽要求的问题.在低波段采用微带振子天线，放置在高波段矩形微带天线的阵列间隙处，使低波段天线对高波段天线的影响降至最小，并由于利用了垂直放置的双极化微带振子作为低波段辐射单元，可以使双波段阵列适用于更广泛的双频比.在馈电方式上，采用外置功分器的形式，低波段采用邻 近耦合馈电，高波段采用同轴探针馈电.对天线进行了仿真、加工和测试，实验结果验证了 本设计的有效性.     

一种新型的宽带双极化基站天线

提出一种新型的宽带双极化辐射单元,该辐射单元的辐射臂由普通方形对称振子的辐射臂向内折弯构成,形成一个附加小U型,它可以展宽带宽,且缩小辐射单元的口径面积;采用内部相向开口的半开放式巴伦结构,并用双倒L型耦合馈电,改善了隔离特性和波束收敛性。利用这种辐射单元组阵,形成四单元的基站天线,仿真结果表明,1.7~2.7 GHz频段内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.4,隔离度小于-30 dB;同时,利用该辐射单元组成的四单元基站天线辐射参数优良,水平面半功率波束宽度达到65°±5°,±60°交叉极化鉴别率小于-12 dB,前后比小于-25 dB。     

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.     

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.      

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）。     

共面波导馈电的超宽带天线设计

文章设计了一种共面波导馈电的小型平面超宽带天线。天线由树形辐射单元和共面波导构成,体积小,在工作带宽内具有稳定的方向特性。利用电磁仿真软件对影响天线性能的主要参数进行了仿真、分析和优化,得到了天线的理想尺寸。对优化后的超宽带天线进行制作和测试,测试结果显示天线的工作带宽为3～11GHz。测试结果与仿真结果吻合,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法的有效性。     

小型化双频段GPS微带天线

为了满足GPS定位准确性和可靠性的需要,要求天线在GPS两个频率上实现圆极化.该文介绍一种通过单个探针馈电的双层正方形切角的微带贴片天线.此天线采用不同介电常数的微波陶瓷基片,与常规的双频圆极化天线相比,其尺寸减小了且没有在两层贴片间引入空气层,结构紧凑,便于加工.文中给出了天线的详细设计及实验结果,并进行了讨论.实测结果证明了该设计的有效性.     

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。     

微带有源天线设计

该文根据通讯系统的具体要求,分析了已有的设计,并且在其基础上设计出了性能更高的微带天线．普通的微带天线带宽很窄,该文采用了一种新型的展宽天线带宽的方法,在微带天线中加入有源网络,使微带天线的相对带宽达到50％,并且在宽频带内微带天线的输入阻抗都得到了很好的匹配．经过仿真分析,得出了各种参数的曲线图,验证了有源天线的优越性．     

Performance Evaluation of a Four-Element Antenna Array with Selection Circuits for Adaptive MIMO Systems

Reconfigurable antenna arrays increase the flexibility of adaptive MIMO systems. At present, most designs have adopted antenna arrays with reconfigurable elements. However, antenna selection is also an effective method, which has not been fully investigated. In this paper, the potential benefits of a four-element antenna array with selection circuits in the UMTS band (1920–2170 MHz) are explored. The array has eight pin-diodes embedded in the feeding network to select any sub-set of elements. For evaluation, an adaptive MIMO system was set up and a measurement campaign was taken in an indoor multi-path environment. The measurements were performed over a 300 MHz bandwidth centered at 2.05 GHz, covering the UMTS band. The results show that different channel conditions prefer different antenna array configurations. Therefore, in varying channel conditions the antenna array can support antenna selection algorithms to select the best sub-set of elements to increase channel capacity.