基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式,本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究,分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响,利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模,该微带阵列天线的方向图特性良好,工程上实现比较方便。     

新型微带反射阵列天线单元设计与研究

采用单层方环和圆贴片的复合结构作为微带平面反射阵列天线的单元,利用Ansfot HFSS仿真软件分析了单元的相移特性,并以此为阵元设计仿真了一个X波段49单元微带反射阵列天线。仿真结果显示,在中心频率10 GHz处,阵列天线的增益达到19.5 dB。在(8.5—11.5)GHz的频带上增益跌落小于3 dB,半功率波瓣宽度为13°,实现了高增益和宽频带性能。     

8-18GHz的Vivaldi天线的分析与设计

本文设计了一种工作频带范围为8-18GHz的高增益Vivaldi天线阵元。通过电磁仿真软件HFSS V12.0对天线阵元的几何结构进行仿真优化,计算了天线的驻波系数、增益方向图等电性能参数。仿真结果表明该Vivaldi天线增益方向图对称性好,波束覆盖范围宽,增益高,可以很好地满足作为宽频带宽角扫描阵列单元的要求。     

微带偶极子天线的小型化改进设计

基于传统的偶极振子天线的原理和结构特点,结合微带天线的优势,改进设计了一种中心工作频率为2.45GHz的微带贴片偶极子天线,缩小了天线尺寸。设计过程中使用Ansoft HFSS软件搭建天线的模型并进行仿真。制作的天线利用PNA3621网络分析仪进行了测试,测量结果表明:在2.2GHz~2.7GHz频带范围内,天线方向图对称性较好,旁瓣较少,与仿真结果较为吻合,天线输入端电压驻波比和回波损耗较为理想,实现了较宽的频带。     

圆极化五边形微带天线阵的设计与仿真

五边形贴片天线具有较好的宽带特性和圆极化特性,但是设计过程复杂,本文通过研究五边形贴片单元的设计入手,给出单端侧馈五边形贴片天线的设计方法,并给出了5.6 GHz的五边形圆极化微带天线的HFSS仿真结果,以之为天线单元,构成4元天线阵列,给出馈电网络设计的合理方法,采用HFSS软件进行优化设计,进行仿真,仿真结果证明,...     

一种新型微带馈电的Ku波段八边形波导喇叭天线的设计

针对卫星地面通信系统采用的抛物面天线体积大、和机动灵活性差的缺点,以及微带阵列天线增益小、损耗大的缺点,提出了一种新型波导喇叭天线,辐射层为中心开八边形孔的理想导体,馈电层采用双层正交微带馈电来实现双极化,单元天线尺寸仅有21 mm×21 mm×2.2 mm,设计了一分四的等分馈电网络,并组成2×2的波导喇叭天线阵列。利用HFSS仿真软件得到2×2阵列增益达到15 dB,利用矢量网络分析仪测得阵列天线增益为14.5 dB。该天线结构简单,体积较小,增益高,组成大型阵列之后能够代替传统的抛物面天线,作为卫星地面通信系统天线。     

微带贴片天线的设计与仿真

设计了一种微带贴片天线。利用Ansoft公司的HFSS对其进行了仿真计算,仿真结果和理论结果相符。指出AnsoftHFSS是一种行之有效的微带天线仿真工具,对天线的设计具有良好的指导意义。     

波导缝隙全向天线的设计与分析

设计了一种波导宽边细缝缝隙天线,并利用Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS(high frequency structure simulator)进行仿真.电磁仿真软件HFSS能给出波导宽边细缝缝隙天线的回波损耗和辐射方向图.基于同轴线理论、波导宽边缝隙天线理论和梯形渐变器理论设计波导宽边细缝缝隙天线,采用HFSS仿真设计该天线,并制造波导宽边细缝缝隙天线.测试所设计的天线,分析了影响波导宽边细缝缝隙天线E面和H面方向图的主要原因,为今后设计和制造波导缝隙天线提供一种分析方法,对实际工程应用有着重要的意义.     

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。     

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.      

非均匀结构超材料天线罩的研究

提出了一种非均匀排列超材料结构.通过理论计算,该结构在Ku频段内的等效相对介电常数可以控制在0到1之间.该结构可用于天线罩提高天线的增益.分别对单个微带天线、2×2微带阵列天线、4×4微带阵列天线3种情况加载超材料天线罩的效果进行仿真.仿真结果表明:超材料天线罩对提高天线及天线阵增益的效果随着天线单元数的增加而减弱,如单个微带天线增益可提高6dB,而4×4微带阵列天线增益的提高只有1.6dB.     

基于BST薄膜移相器的双频相控阵天线

为减小无源相控阵列天线的尺寸,提高阵列天线的转向能力,对以铁电薄膜移相器为移相单元的相控阵列天线进行了研究,提出了一种工作于15 GHz与18 GHz的双频1×4扇形微带贴片天线阵模型.该天线阵由共面叉指电容波导型铁电薄膜移相器、扇形微带天线及天线阵列组成.利用全波电磁仿真软件HFSS,通过改变钛酸锶钡(BST)铁电薄膜的介电常数,模拟加载不同偏置电压情况下BST薄膜移相器的相移特性,调试天线阵辐射转向角,实现了天线阵±22°转向,有效提高了天线阵列的转向能力.通过使用钛酸锶钡薄膜新型铁电材料,实现了天线阵列尺寸的缩小.     

紧凑型微带阵列天线互耦的改善

文章根据经典的哑铃状缺陷地结构设计出一种新型缺陷地结构,用于改善紧凑型微带阵列天线阵元间的互耦。在谐振频率为2.45GHz,阵元间距为1/10自由空间波长的天线阵阵元间引入该结构,采用Ansoft HFSS进行仿真,比较加入缺陷地结构前后天线的各项参数,结果表明该结构使得表征阵元间互耦的参数S12减小30dB以上,有效地改善了阵元间的互耦。     

基于左手特性的异向介质可调谐天线设计

设计了一款新型的基于异向介质的可调谐天线.通过在传统环氧板(FR4)介质基底上加载分裂谐振环阵列的方法,使介质在5.2～7.7GHz频段呈现左手特性.该设计改善了传统贴片天线体积大、工作频带窄、增益较低等缺点,并能通过改变分裂谐振环阶数调节天线的中心频率.利用高频仿真软件HFSS对所设计的天线进行了仿真,研究了天线参数与阵列间隙尺寸及阵列阶数的关系,并对天线进行了优化设计.仿真结果表明,该设计可以有效减小天线尺寸,降低回波损耗和增加工作带宽,并实现了天线的可调谐设计.     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

X波段Vivaldi天线阵列互耦研究

利用有源方向图法对X波段Vivaldi天线阵列互耦问题进行了分析,提出了加载DGS结构的Vivaldi天线阵的去耦方法,分析了互耦对阵列天线方向图增益、波束宽度、副瓣电平等特性的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法可以有效地减小Vivaldi天线阵列的耦合,对天线阵列设计有一定的实用价值.     

基于多模空腔模型的微带阵列天线馈电研究

针对微带天线的馈电方式对阻抗匹配影响较大的特点,本文在微带线侧馈模型的基础上,介绍了基于多模空腔模型的内插式馈电方法.将该方法应用于微带阵列天线模型,有效提高了天线增益,改善了方向性.HFSS仿真结果证明,改进方法使天线的方向性与增益都有所提高,阻抗匹配效果较好.     

基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究

采用HFSS10电磁场仿真软件设计和仿真了一种新型宽频带双层微带贴片天线,本文中天线采用聚四氟乙烯和空气两层介质,通过增加空气介质层的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,仿真结果表明天线的阻抗带宽达到了23%（VSWR≤2）,从而实现了宽频带微带天线的设计.     

基于RBF神经网络的天线阵方向图建模

介绍了径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络对阵列天线方向图进行建模的方法,并基于MATLAB仿真平台对由对称振子构成的二元阵、N元边射阵等多种阵列天线进行建模,所有的训练数据是由经典公式计算所得.仿真结果表明经过训练的RBF神经网络可有效地用于阵列天线方向图建模,为天线分析与设计提供很好的帮助.     

新型宽频带微带天线的设计与仿真

提出了一种新型的适合在ISM 2.45 GHz频段的无线通信和RFID等领域应用的N形微带贴片天线,该N形微带天线采用共面波导馈电,具有小型化、宽频带的特点。为了进行比较,建立了采用同轴馈电的N形微带天线以及采用共面波导馈电的E形微带天线,借助电磁场仿真软件Ansoft HFSS 10.0进行仿真。文中给出了天线反射损耗及辐射方向图的仿真结果,通过比较可以看出,在中心工作频率2.45 GHz处,相对带宽达到了20%,尺寸减小了25%。该设计具有一定的参考价值。