方向图可重构的平面准八木天线的设计与实现

通信系统的快速发展对天线的性能提出了更高的要求,方向图可重构天线是天线家族中重要组成部分之一,应用十分广泛。文中利用HFSS软件对方向图可重构的平面准八木天线进行了设计与实现,天线结构基于传统的偶极子天线以及八木天线并采用差分馈电,主天线振子置于介质板的两侧,在地板一侧的振子臂通过PIN二极管开关与地板相连,馈电一侧的阵子臂通过PIN二极管开关与馈电相连。通过组合控制二极管的开关状态即可控制天线单元的工作状态从而实现天线方向图可重构的目的。结果表明天线的回波损耗在中心频点出达到-25d B,-10d B带宽为约为400MHz,相对带宽为13%,天线在主辐射方向的增益达到约4.5d B,该天线能够实现4个方向的扫描,具有良好的方向性。     

FRC分形微带阵列天线研制

 基于矩量法分析FRC（fractal rectangular curve）分形天线,并用Designer 仿真软件进行验证,两者结果基本吻合,对比FRC 分形前后的性能,在驻波与辐射性能相同的情况下,FRC 分形有效减小了天线尺寸。设计32 个单元的微带阵列天线,该阵列天线采用泰勒分布、不等相馈电,实现了高增益、低副瓣的扇形波束,并使波束指向偏离法线47°。经过测试,微带阵列天线波瓣宽度为5°,副瓣低于-20 dB,交叉极化低于-20 dB,验证了矩量法的分析结果。     

一种Ku波段宽带微带天线的设计

文章给出一种新型结构的Ku波段宽频带微带天线的设计方法。在接地板上开H型缝隙进行耦合馈电,并在辐射贴片表面开矩形缝隙以扩展带宽,在天线的底面加反射板以提高增益、改善天线方向图的前后比性能。用高频仿真软件HFSS进行仿真优化,结果表明该结构天线具有良好的宽频谐振特性,其回波损耗小于-10dB,阻抗相对带宽高达39.8%,交叉极化电平小于-28dB,前后比优于19dB。     

一款紧凑型超宽带MIMO天线设计

提出并设计一款使用相互垂直解耦结构的紧凑型超宽带MIMO天线.天线由4个耳朵型的平面单极子天线单元组成.在地板上延伸出的带有平行金属带的倒L型枝节,能够拓展天线的带宽,同时改善天线端口间的隔离度.仿真和测试的结果表明天线在3.1~10.6GHz的带宽内隔离度在-20dB以下.同时给出了天线的增益、效率、辐射方向图和相关系数.     

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.     

EBG 结构宽频带双极化基站天线的设计

介绍了一种新型的宽频带双极化辐射单元,该辐射单元采用了新型的电磁带隙(electromagnetic bandgap,EBG)结构加载,该EBG结构结合对称振子进行一体化设计,缩小了辐射单元的高度,其高度约为中心频率的0.16个波长.利用这种辐射单元组阵,形成四单元基站天线.HFSS仿真结果表明,在1.71-2.69 GHz频段内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.5,隔离度大于22 dB.同时,组阵后的四单元基站天线辐射参数良好,水平面半功率波束宽度58.1°-72.1°,轴向交叉极化比大于21 dB,前后比大于20 dB,基本能够满足移动通信对基站天线的使用要求.     

新型宽波束圆极化UHF终端监测天线设计

本文设计了一种UHF频段宽波束圆极化天线。天线辐射振子为十字交叉阵子形式且采用同轴馈电方式,反射器也采用十字振子取代常用的金属板。这样既可以提高天线增益,又可以有效地降低风载利于实际工程应用。软件仿真结果表明,该天线在工作频带内电压驻波比小于2.0,增益大于5.0dB,具有120°以上的方向图波瓣宽度并且圆极化特性良好。同时,该天线具有小型化、轻型化和低成本的优点,其可以作为高速公路收费系统的终端监测天线。     

基于平面弯折偶极子结构的波束可控天线

为解决因发射/接收天线相对位置变化而引起的信号衰减的问题,提出一种基于平面弯折偶极子结构的波束可控天线。该天线由6个独立的弯折偶极子辐射片与位于中心的反射片组成。通过改变馈源的位置,实现天线360°范围内的辐射方向图控制。位于中心较长的金属贴片实现电磁波的反射,增强天线特定方向的有效辐射。仿真及测试结果表明,天线工作频段为1.92~2.10 GHz,辐射前后比达到24 dBi。 6个可控辐射方向的3 dB辐射角为120°。仿真和测试结果比较吻合,该天线满足通信系统要求。     

C波段反射型线性360°模拟移相器的设计

为了调制射频信号在传输过程中引入的相移, 设计了中心频率为4.0 GHz的反射型线性360°模拟移相器, 利用分支线型定向耦合器和变容二极管实现360°移相。为了增加工作带宽, 采用两个双分支定向耦合器级联构成三分支定向耦合器。同时采用带有串联传输线和短路终端的反射终端电路, 使电路更易调节, 以获得最佳线性度和最大带宽。最终给出了移相器的线性度和插入损耗的仿真和测试结果。结果表明, 该移相器移相范围为360°, 带宽为200 MHz, 中心频率移相误差小于15°, 插入损耗波动小于3.5 dB。     

宽带和调频信号天线在车载系统中的技术研究

描述了一种适用于移动载体通信系统的宽带车载调频发射天线的设计思想,它包括具有长短边的矩形接地板、含第一部分的介质基板和在频带上工作并具有至少三个角和边的辐射元件.其第一边基本上与矩形的一侧对齐,第一角具有顶点且该角为辐射元件到接地板的最近点.导电元件具有至少第一部分,且该部分在辐射元件与第一侧之间延伸.以λ为天线的最低频率,第一部分各主要边具有至少0. 13λ的电长度,并且第一角孔径小于156°.该天线结构设计类似一个鲨鱼鳍形状,包括上部和下部两个天线模块部分,基座可以用来固定到天线安装车辆的车顶,可在整个频带内满足车载移动通信系统的需求.     

地板及金属板加载对轴向模螺旋天线辐射特性的影响

轴向模螺旋天线是一种常见的圆极化辐射的定向天线,其辐射方向主要是沿着螺旋线的轴线方向。通过改变天线地板的尺寸可以对天线的辐射方向进行调整,使之向地板一侧进行辐射,并能够获得较好的圆极化与定向辐射特性。通过轴向辐射方向的金属板加载,可以显著地提高天线的增益。以一个传统的轴向模螺旋天线为例,对上述两种控制天线辐射效果的方法进行了仿真与实验研究,结果表明减小地板直径可以使天线辐射向着地板方向,并且能够达到约10 d B的前后比;在天线轴向的加载地板可以使天线增益提高1 d B以上,并且对天线的阻抗带宽及圆极化特性等性能影响较小。上述方法的采用可以使得轴向模螺旋天线的应用更加广泛。     

一种用于频谱监测的宽带宽波束印刷偶极子天线

提出了一种具有宽带宽波束特性的偶极子天线。该天线由主偶极子、寄生偶极子、馈电巴伦和金属反射板组成。寄生偶极子不仅极大地拓展了天线的阻抗带宽,同时还起到引向器的作用,使得全频段内天线的辐射方向图都保持得很稳定。该天线可以实现在3~8.5 GHz的工作频段内VSWR≤2.7,增益大于等于6.3 d Bi,H面的半功率波束宽度(HPBW)大于92°。该天线非常适合微波段频谱监测系统的应用。     

C波段高增益宽带准八木天线阵列

提出了一种高增益的宽带准八木天线阵列。天线为印刷电路板的形式,通过平衡微带线给印刷对称振子馈电。为节省空间,将馈线与反射器进行了一体化的设计。为提高天线单元的增益和带宽,在有源振子前方引入了寄生振子和一段介质板。为进一步提高天线增益,将天线单元组成二元阵,设计了一个宽带平衡与等功率分配的馈电网络。整个天线阵连同馈电网络印刷在一块FR4环氧板的两侧,使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线阵列,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在(4.4—7.0)GHz的频带内反射系数小于-10 dB,相对带宽为45.6%,在整个工作频段内平均增益为6.2 dBi,达到了预期效果。     

一种高增益强定向波导缝隙天线

设计并制备了一种在5.42~5.80GHz频带内反射系数相位曲线斜率为正(一般为负)、幅度模值均在0.83以上、具有部分反射特性的双屏频率选择表面,并将该FSS以覆层的形式加载到波导缝隙天线辐射方向上,使其具有更宽的带宽,更高的增益,更强的定向性。采用射线理论和Fabry-Perot谐振腔模型分析了新波导缝隙天线辐射改善机理,并进行仿真和实验验证。仿真和实测结果表明:相比原始天线,加载覆层后,天线带宽增加了34.6%,鼻锥方向增益提高了6.94dB,E、H面半功率主瓣宽度分别减小了24°和128°。     

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。     

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。