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.     

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。     

一种新型介质埋藏贴片天线阵设计

为解决介质埋藏微带天线组阵后天线增益较低的问题,运用介质中电磁波传播理论、微带天线耦合理论、介质埋藏天线技术和微带天线圆极化技术等,采用天线阵元不共介质、同轴馈电、馈电点选在辐射贴片对角线上,在辐射贴片上附加简并分离单元等措施,设计和制作出了一种新型介质埋藏贴片天线阵列. 经仿真计算和实物天线测试显示,天线仿真增益为10.45 dB,实测增益约为9.2 dB,接近同类型的微带天线二元阵增益,该天线符合北斗天线性能要求,采用新型组阵结构后天线增益得到明显提高.      

一种宽带微带贴片天线的新设计

设计和制作了一种宽带微带贴片天线,采用不同介电常数,不同厚度的基板叠加,利用半环形开路微带天线通过接地板上的缝隙耦合馈电。经过仿真计算和实验测试,这种结构的微带贴片天线完全满足平面天线阵的应用。由于采用边沿馈电,所以相对其他宽带微带天线而言,在宽带平面微带天线阵方面应用前景广阔。     

利用介质加载调相实现毫米波有源发射天线

提出了利用有源电路和介质加载微带线调相技术提高毫米波微带阵列天线增益的方法,设计并实现了一个具有高增益的有源毫米波微带天线阵列.该阵列天线由4个子阵组成,每个子阵有64个微带贴片单元,分别由紧凑的混合毫米波功率放大器馈电.通道间的相位在补偿后的不一致性小于10°时,所实现的毫米波微带阵列天线的增益达30 dB,从而验证了该方法的有效性.     

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。     

口径耦合多层微带天线单元和阵列设计

本文介绍了一种口径耦合多层微带天线单元的设计.该设计方案综合采用几种展宽频带的方法:采用双层贴片结构;选用低介电常数的厚介质基片;并使用口径耦合的馈电方式.仿真结果表明,天线单元驻波比小于1.5的相对带宽达到20%.此外,本文给出了由该单元组成的4单元微带天线阵,以及该天线阵的实测值.该形式的天线阵结构简单,性能满足要求,可用作合成孔径雷达系统的天线子阵.     

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.      

一种结构紧凑的新型微带单脉冲天线阵

该文提出了一种新的“十”字型微带结构单脉冲天线和差网络。用这种网络成功地设计并加工了微带单脉冲阵列天线。这个天线阵由 4个 8× 8幅度为均匀分布的微带天线子阵组成。和差网络和天线阵处于同一平面 ,因而具有结构紧凑、简单 ,加工方便和成本低的优点。根据实测结果 ,水平方向的和方向图与差方向图均与理论预估吻合良好 ,表明和差网络的设计是成功的。如果天线阵的幅度分布按低副瓣设计 ,则也可以用在微带低副瓣天线阵上。分析和实测都表明 ,这种天线阵还具有比常规天线阵带宽更宽的优点。     

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.     

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.     

一种高性能Ku喇叭阵列天线的设计

Ku波段已经成为卫星通信一个主要的工作频段。设计了一种高效率的喇叭天线单元,通过插损较小的空气带状线进行组阵减小阵列厚度;通过180度倒相馈电形式对相邻单元进行馈电,减小了天线极化之间的耦合,改善了天线的交叉极化隔离度性能。结果表明该天线阵列增益效率高,天线整体厚度较小,交叉极化隔离度高,是实现平板阵列天线的理想形式。     

应用于无线局域网的低剖面宽带双频微带天线的设计

提出一种应用于无线局域网(WLAN)的低剖面单馈双频宽带微带天线.该天线辐射贴片由三个矩形连接桥连接内外两块辐射贴片构成,并在U型外贴片上加载一根短路探针,通过加载连接桥和短路探针拓展天线的工作带宽.微带天线介质基片由上下两层FR4介质板和中间空气层组成,剖面高度为0.042λ.测试结果表明,天线回波损耗大于10 d B的工作带宽分别为2.39~2.50 GHz和5.02~5.87 GHz,在两频段中心频率2.45和5.5 GHz时增益分别为6.14和8.82 d Bi.该天线剖面低,增益高,能够完全覆盖IEEE 802.11a/b/n/ac标准所规定的工作频段,具有较好的工程应用价值.     

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。     

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。