UHF波段Peano分形单极子天线的分析与设计

采用在单极子天线顸部加载印制Peano分形结构和短路探针的方法,缩小了单极子天线的尺寸,展宽了阻抗带宽.印制Peano分形单极子天线具有结构简单,容易实现和无需额外的阻抗匹配网络等优点.在分析研究分形曲线迭代阶数、地板尺寸、微带线宽、探针尺寸以及天线高度对天线生能影响的基础上,设计并研制了UHF频段的印制Peano分形单极子天线.仿真和实测数据表明该天线电压驻波比小于2的相对阻抗带宽达到了14.1%,而其电尺寸仪为λmax/14.     

双极化圆柱介质谐振器天线设计与实验研究

全极化数字相控阵天线具有波束扫描灵活、抗干扰能力强的优点,已成为以飞行器为载体的雷达天线领域的发展趋势之一。考虑到安装平台的限制,天线单元是相控阵天线的关键部件,研制适合工程应用的双极化天线单元具有重要意义。提出以双极化介质谐振器天线为全极化数字相控阵天线单元的设计方案;该方案具有辐射效率高、结构简单、易于馈电、体积小、极化端口隔离特性好等性能。设计了一种带有金属反射板的双极化圆柱形介质谐振器天线单元,采用全波电磁仿真软件对天线单元进行设计和优化,开展了天线单元的加工和性能测试工作。在4.95~5.05 GHz的带宽内,驻波比均小于2;天线的极化端口隔离度约为-20 d B;测试的天线波束宽度约大于80°,增益约大于6 d B,交叉极化电平约为-20 d B。天线的性能达到预期的指标要求,适合于实际工程应用。     

一种低剖面宽频带微带天线设计

针对相控阵天线的应用需求,提出了一种低剖面宽频带微带天线单元。采用双层介质形成S频段收/发宽频带工作,在19%的带宽内驻波比优于1.35;内置带状线正交馈电网络,利用双馈点形成圆极化;天线阵列采用多层板一体化加工,具有低剖面特点,剖面仅为0.028λ_0,有助于相控阵天线的高度集成。对4×4规模的相控阵天线进行了加工和测试,测试结果与设计指标相符。     

相控阵靶标雷达模拟新方法

提出一种模拟相控阵靶标雷达的新方法. 用机械扫描雷达模拟相控阵雷达天线的主瓣电磁辐射特性;用喇叭天线阵列雷达模拟相控阵雷达天线副瓣电磁辐射特性;通过控制机械扫描雷达和喇叭天线阵列雷达的发射机分时交替发射,模拟相控阵雷达在空间的主、副瓣交替扫描特性. 仿真结果表明,该方法可以逼真地模拟相控阵雷达天线电磁辐射特性,同时极大地降低相控阵靶标雷达的研制、使用、维护成本,加快研制周期.     

基于MATLAB语言的水平对数周期天线成形分析

水平对数周期天线是一种应用广泛的宽波段行波定向天线。由于水平对数周期天线阵具有宽频带、高增益、低仰角辐射等特点,具有良好的远距离通信性能,被广泛用于通信、导航、广播等领域。针对水平对数周期天线几何非线性的特点,首先对振子水平拉力和边索进行了分析。将MATLAB语言应用在水平对数周期天线的成形计算中,并将计算结果作为天线成形和工程应用提供数据支撑。计算方法经过了实际工程验证,结果表明成形计算效果比较显著,适用于大多数水平对周天线结构的成型分析计算。     

宽频带双极化天线元的研究

对可用作有源相控阵元的多层微带贴片天线的频带展宽方面的技术作了介绍和分析,重点研究了其中层叠式展宽频带的思路.用全波分析法分析了层叠微带贴片天线的特性,采取了共面波导对十字形槽馈电的新颖的馈电结构,设计并仿真了一个多层结构的宽频带天线元,验证结果良好.     

塔康相控阵天线相位校准算法

由于天线要形成旋转的9瓣心脏形方向图,工作中必须对控制天线辐射信号的移相器相位进行实时控制,而移相器的初始相位决定了天线方向图形成的准确性,因此塔康相控阵天线必须进行相位校准后才能正常工作.在对塔康相控阵天线方向图形成原理和天线相位校准方法进行分析的基础上,运用傅里叶变换理论和矢量叠加原理,提出了一种基于矢量叠加的相位校准算法.通过该算法可减少运算量,在保证相位校准精度的前提下,提高了相位校准速度,降低了对硬件平台的要求.实验表明:该算法合理有效、相位校准速度快、相位计算精度高,在塔康相控阵天线中得到了成功应用.     

基于GPIB的有源相控阵天线自动测试系统

针对大规模有源相控阵天线中的通道数量多,测试工作量大的特点,设计了一种基于GPIB的自动测试系统,可对有源相控阵天线通道幅相特性进行自动化测量.与手动测试方法相比,本系统大大提高了有源相控阵天线通道测试的效率和准确性,实现了测试数据格式化存储,方便雷达波控系统利用测试数据做进一步的通道幅相校准.实际应用表明,该系统运行稳定,可靠性高,能够满足实际工程的需求.     

超宽带脉冲辐射天线的馈源设计与优化

为获得良好的超宽带特性和高增益特性,对脉冲辐射天线的馈源进行设计与优化.以梭形馈电臂结构为基础,通过电磁仿真着重研究了馈电臂边界形状和馈电臂间夹角对天线性能的影响,获得了各参数对天线性能的影响趋势及天线结构参数的最优值.对天线的实测结果表明,此脉冲辐射天线具有非常宽的阻抗带宽,其反射损耗低于-10,dB的频率范围达到0.97～18.8 GHz,同时天线具有较高的增益,在2～14 GHz范围内增益值为15.4～30.1 dB,测量结果与仿真分析吻合良好.该天线可以广泛地应用于超宽带通信、脉冲雷达等领域,具有非常广阔的应用前景.     

一种强互耦阵列天线的校正方法

Vivaldi天线因具备优异的宽带扫描性能,被广泛应用于雷达、无线通信、测向系统等领域.由于Vivaldi天线单元组阵后存在强电磁耦合作用,使阵列方向图失真引起波束指向偏差,影响测角精度.针对相控阵天线单元间由于互耦引起阵列方向图失真,导致阵列天线波束指向产生偏差这一问题,提出了一种基于最小二乘互耦矩阵的相位校准方法对波束指向进行校正,最后采用了一组X波段的16单元Vivaldi阵列天线进行仿真实验.仿真实验结果表明,针对Vivaldi天线阵列在强互耦情况下波束指向存在偏差这一问题,该校正方法可以对该阵列天线波束指向偏差进行有效校正,为工程应用奠定了理论基础.     

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...     

一种波束可调的平面印刷八木天线

利用八木天线的高定向性, 设计了一种6个方向波束可调的平面八木印刷天线. 天线的主辐射振子采用新颖的梯形结构来增加工作带宽, 将其两臂置于介质板两侧, 仅需在地板上的每个辐射振子臂与地板之间加载一个PIN(positive-intrinsic-negative)二极管开关, 就可控制天线单元的工作状态, 即天线的辐射方向, 而无需专门设计偏置电路. 测试结果与仿真结果吻合较好, 研究结果表明天线输入端反射系数小于−10 dB带宽为400 MHz. 在30°, 90°, 150°,210°, 270°, 330°等主辐射方向上可重构天线增益为7.5 dB, 半功率波瓣宽度小于60°. 该天线能够实现6个不同方向的扫描,具有良好的方向性,可用于小基站或其他无线通信系统中.     

一种应用于WLAN/WIMAX的三频微带天线

文章设计了一个应用于WLAN(Wireless Local Area Networks)和WIMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access)领域的具有三频带特性的微带天线.天线利用多分支形式来实现多频带特性,其结构包括印刷在介质板正面的一半圆形贴片、矩形环及一个领结形单元,在介质板背面的接地板采用非均匀结构,并在接地板上沿增加了矩形贴片用于改善阻抗匹配.通过仿真设计表明该天线在三个设计频段内达到理想的带宽并具有较好的全向辐射特性,分别在2.4GHz的频段带宽达到9%(2.39GHz-2.6GHz),在3.5GHz的频段达到10%(3.29GHz-3.64GHz),在5.8GHz频段达到8%(5.75GHz-6.03GHz),且天线各频段性能可独立控制.天线具有较小的结构尺寸为31mm×18mm×1.6mm.最后,对天线进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好.     

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。     

共面波导馈电的宽带矩形边蝶形缝隙天线

为了展宽平面缝隙天线的带宽,设计了一种新型的共面波导馈电的宽带缝隙天线,并采用基于时域有限差分法的软件进行了分析.通过对天线尺寸参数进行优选,有效展宽了该缝隙天线的阻抗带宽,其-10 dB阻抗带宽可达67%.同时该天线在所计算的频带内,具有较稳定的方向图.另外还给出了该种天线与其它结构近似天线的比较数据.计算结果表明：采用这种新型天线结构和优选的尺寸参数,可以明显地展宽缝隙天线的带宽.     

宽缝结构超宽带天线的研究

设计了3种微带线馈电的宽缝结构的超宽带天线：矩形微带馈电的阶梯状宽缝天线，矩形微带馈电的半圆形宽缝天线和圆形微带馈电的半圆形宽缝天线。实测结果表明这3种天线都具有超宽带性能。其中具有圆形微带馈电的半圆形宽缝天线具有更宽的阻抗带宽和良好的辐射性能。     

一种小型平面陷波超宽带天线

本文提出了一种应用于超宽带系统的带陷波结构的共面波导馈电小型平面超宽带天线.天线采用印刷电路板上的矩形贴片作为辐射单元,并由同一面上的共面波导(CPW)馈电,通过在矩形贴片上开一个C形槽来实现陷波功能,电磁仿真软件Ansoft HFSS10的仿真结果显示,合适地选择C形槽的尺寸可以调整陷波的中心频率和带宽.仿真及实验结果表明,该天线在3.1-10.6GHz工作频段内电压驻波比小于2,在5-6GHz范围内具有陷波特性,有效地阻隔了无线局域网(WLAN)系统对超宽带(UWB)系统的影响,在整个工作频段内有稳定的增益和良好的辐射方向特性.     

银杏叶状仿生天线的构想与设计

文章运用仿生学的一些原理和知识,设计了一种基于圆形贴片的小型化宽带印刷微带天线,天线由基板、贴片、接地板三部分组成,贴片部分模仿银杏树叶的形状。介绍了微带贴片天线的工作原理以及描述天线性能的一些参数,对各种实施方案作出分析,通过HFSS9.2建模,对天线的各类参数进行了细致的调节,研究了天线各部分尺寸参数变化对其性能的影响。通过仿真过程,结果表明:天线只能在2-3GHz左右的频带范围内满足驻波比小于2以及方向性比较好的要求;但在更高的频率范围内的仿真结果却不尽人意;比对分析后选定了最佳的参数,制作出的实物也证明了此种仿生天线的设计是可行的。这种设计在一定程度上改善了天线的性能。研究表明,利用仿生学的知识解决天线设计中遇到的问题是可行的,仿生类天线今后或许可以成为一个有很大发展空间的研究领域。     

X形微带缝隙天线

该文提出一种新颖的X形微带缝隙天线设计,缝隙的四角各有一个直角三角形补充缝,缝隙单元由基片另一侧面的箭头形微带线馈电.这种天线具有宽带特性和两维对称的特性且易于加工.文中给出了阻抗和方向图的计算结果,并给出实测结果.计算与实测结果吻合较好,实测的-10dB反射损失带宽达到21%左右.     

宽带印刷偶极子天线

印刷在薄介质基片上的偶极子,其重量轻、易加工并且提供相当宽的带宽和高级化纯度,通常作为基站天线的辐射单元。介绍了一种由串联印刷偶极子对组成的宽带天线,该天线由两对偶极子组成,印刷在一个薄介质基片的正反面并通过平行带状线连通。该天线结构简单,便于印刷制作,是大型天线阵的理想辐射单元。给出了偶极子长度以及它们之间距离的变化对输入端反射系数(S11)的影响,可供工程设计参考。设计的天线其相对带宽可达62%(VSWR≤2.0),55%(VSWR≤1.5),中心频率为2.3GHz。