超表面的极化可重构天线

设计了一种基于超表面的极化可重构天线,该天线由缝隙微带天线及上层超表面组成。通过旋转改变超表面与缝隙微带天线相对位置,能够实现线极化、右旋圆极化、左旋圆极化等不同的极化工作方式。该天线在圆极化状态时,相对阻抗带宽达到32%,右旋和左旋圆极化时3dB轴比带宽均可达到14%;线极化状态时,相对阻抗带宽均可达到10%以上。为了验证仿真结果的有效性进行了天线实物的加工和测试,实测结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了该天线具有良好极化可重构特性。     

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。     

一种带宽展宽的圆极化微带天线的设计

为了改善微带天线的带宽性能,提出了一种新颖的展宽圆极化微带天线带宽的设计方法.该方法使用同轴中心馈电方式并加载微带匹配段实现阻抗匹配,贴片四周加载四个连续旋转放置的开口谐振环,并在地板中心嵌入一个缺陷地结构,实现了微带天线阻抗带宽和轴比带宽的展宽.实验结果表明,阻抗带宽和轴比带宽分别提高了68.2%和56.6%.     

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%.     

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。     

导航终端双频圆极化天线的设计

设计了一款应用于北斗导航卫星系统(CNSS)和全球导航卫星系统(GNSS)的双频圆极化微带天线,该天线覆盖了1 258～1 278MHz和1 575～1 609MHz频段.天线采用了3dB电桥作为馈电网络,展宽了阻抗带宽的同时也实现了天线的右旋圆极化并提高了圆极化性能;另外为了抵消探针引起的感抗,在探针的顶层串联了电容能更好的实现阻抗匹配,有效地降低了天线的驻波比.通过HFSS软件建模仿真,结果表明,在带宽范围内天线的驻波比1.5;法线方向的圆极化轴比均1.3dB;高频段增益5.45dB,低频段增益5.7dB,辐射特性较好.     

一种新型宽带圆极化UHF RFID读写器天线

针对超高频射频识别(ultra high frequency radio frequency identification,UHF RFID)技术的发展需求,设计了一款覆盖UHF RFID全频段(840-960 MHz)的圆极化读写器天线.天线采用简单的平面缝隙贴片结构,利用π型线耦合馈电,获得了良好的宽带圆极化性能.重点分析了天线的宽带圆极化辐射机理和双向圆极化波的形成过程.天线的仿真和测试结果表明,S11≤-13 dB的阻抗带宽为200 MHz,3 dB轴比(axial-ratio,AR)带宽达到175MHz,频段内增益均大于3.4 dBi,且顶点的右旋圆极化(right-handed circular polarization,RHCP)电平和左旋圆极化(left-handed circular polarization,LHCP)电平差值均大于17 dB,具有较好的宽带性和抗干扰能力.仿真结果和实验测试结果的一致性良好,满足了UHF RFID读写器天线宽频带、高增益的应用要求.     

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。     

第四代海事卫星通信陆地移动终端天线阵的设计

为解决圆极化微带天线阵馈电网络较为复杂、工程实现较为困难这一问题,提供一种适用于宽带全球局域网陆地移动终端的天线阵简易设计方法.采用微带线三维过渡段倾斜馈电,利用方形贴片切角实现圆极化工作,并采用叠层单元结构连续旋转组成天线阵,使得天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和轴比带宽(AR≤3 dB)分别达到35%和20%.实测结果表明,天线在整个海事卫星工作频带内驻波比小于1.5,增益高于13 dB.实测结果与仿真结果具有良好的一致性.     

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。     

一种双线双圆极化微带天线阵列的设计

设计了一种双线双圆极化的多层印制板形式的微带天线阵列,采用缝隙耦合和微带线边馈实现天线的双极化,通过开关及圆极化器实现天线的双线双圆极化输出。通过对影响天线性能的各个参数进行优化设计,并加工了天线阵列,天线实测带宽为约15%,天线增益优于17dB。该天线单元结构简单,剖面低,可以作为大型微带天线阵列的子阵进行通信。     

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。     

新型变形开口方环频率选择表面圆极化器的分析与仿真

基于开口方形环频率选择表面(FSS),设计一款新型圆极化器,将线极化波转换为圆极化波.在圆极化器中加入串联双H型耦合枝节,利用有限元仿真软件Ansoft HFSS对圆极化器参数进行仿真和优化.结果表明:3 dB轴比的圆极化器带宽达到25.6%,其中,870~1 080 MHz频带内轴比都小于2 dB,S_2,1都维持在-1.7 dB以上,圆极化器对馈源天线几乎不存在影响;相比于传统圆极化器,设计的圆极化器具有工作频带宽、结构层数少、模型简单及性能稳定等优点.     

基于HFSS的圆极化微带天线的设计和仿真

设计了一种圆极化微带天线,采用表面开槽的方法来减小天线的尺寸和提高天线的整体性能,介质基板采用高介电常数的材料,通过选择适当的馈电位置和切角实现圆极化工作方式,利用HFSS软件对天线进行了电磁仿真和物理建模,优化了天线的各项参数,得出了驻波比、增益、轴比等仿真曲线。仿真结果表明,天线的增益和方向图特性良好,天线的尺寸明显减小,满足工程需要。     

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。     

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.     

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。     

一种双频微带天线方案的分析与设计

运用以矩量法为原理的软件(Ensemble和Hfss)，分析了加载缝隙在双频微带贴片天线中的作用机理，给出了缝隙尺寸、位置变化时天线特性的变化规律。使用该技术可以在1～2．06之间方便地调整微带天线两个谐振频率的比例关系。利用此技术分别设计了工作频率为2GHz和2．55GHz的矩形天线以及工作频率为1．8GHz和1．9GHz的三角形天线，其回波损耗可优于20dB。加工并测量了一双频三角形天线产品，测量结果证明了该方案的有效性和可行性。