槽线及平面宽带天线的全波分析

采用时域有限差分（FDTD）全波分析方法分析平面带宽Vivaldi天线,运用Mur二阶吸收边界和局部吸收负载技术研究不同类型槽线的特性阻抗,所得槽线特性阻抗同矩量法及实验结果进行比较,验证FDTD方法的性和可行性,为消除普通Vivaldi天线同轴馈电接头与槽线一臂的并联电容对宽带设计的不利影响,运用Mur二阶吸收边界的对变形平面宽带Vivaldi天线整体建模,得到远场方向图,实现了天线的宽带设计。     

遗传算法优化设计超宽带天线

应用遗传算法优化设计一个满足超宽带频段的U型天线.该天线用阶梯结构改善U型天线的阻抗带宽,并以遗传算法与时域有限差分法(FDTD)相结合的方法进行优化,最终得到天线的尺寸.天线驻波比实测值在3.1～10.6 GHz频段内都小于2. E面、H面的仿真方向图表明该天线全向性能较好,仿真增益在3.3～6.0 dB范围内.     

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.     

一种阶梯型双层微带贴片天线的优化设计

文章提出一种阶梯型双层微带贴片天线,该天线有2层贴片,第1层贴片类似阶梯状,第2层贴片呈T型;采用时域有限差分法(FDTD)工具建模仿真,优化后的天线在-12 dB的相对带宽达到了27％(2.26～2.96 GHz),完全覆盖2.4 GHz频段,其较宽的带宽满足高清数字电视传输和互联网应用的要求.     

并行FDTD算法初步研究

1966年Yee首次提出时域有限差分（FDTD）法,在时域中对麦克斯韦方程组进行求解．目前,FDTD法已在天线分析、雷达截面计算、电磁兼容分析等众多领域得到了广泛应用．FDTD法的稳定性要求空间步长应小于波长的十分之一,而计算时间和计算所需的内存总是与网格总数成正比．由于受到计算机存储空间和计算时间的限制,许多复杂电磁问题无法用FDTD法进行模拟．为了适应日益复杂的实际应用问题,构造并行计算机采用并行算法来满足计算需求成为必然趋势,     

Sierpinski毯式分形微带天线的FDTD Prony分析

将分形技术应用于多频段微带天线的设计是目前研究的热点。应用时域有限差分法(FDTD)对微带分形天线进行分析,采用同轴线的简化模型,使天线计算区域和同轴线区域合二为一,降低了计算复杂性。为了减少时间复杂度,采用Prony算法对FDTD时域波形进行外推。实验结果验证了分形天线的多频段特型,此天线在无线、个人移动通信中有应用前途。     

FDTD后时间步信号的外推与实现

根据一小段FDTD计算的时域信号,利用GPOF方法提取出组成该信号的各个复指数函数,通过将这些复指数函数相加构造出时域的信号函数,并利用它进行外推计算,以求得信号在后时间步的响应,这样比完全采用FDTD方法计算节省了大量的处理问题的时间。采用Visual Basic与MATLAB的MatrixVB联合编程的方法,编写了外推计算的程序,并将该程序应用到U形双频天线进一步优化设计中,使天线的模拟效率提高了3~6倍。     

基于高阻抗表面材料电磁特性的矩形波导

基于高阻抗表面材料奇异的反射相位性质,以此高阻抗表面为一壁构建一矩形波导。将一偶极子天线置于波导中,采用时域有限差分(FDTD)数值模拟得到偶极子天线的回波损耗以及H面和E面的辐射方向图。研究结果表明:置于此波导中的偶极子天线的增益大大提高,而且体现出良好的辐射方向性;不同长度的偶极子天线的回波损耗及高阻抗表面的反射相位有助于确定矩形波导的工作波模频带;以高阻抗表面为壁构建的矩形波导,可以克服谐振条件对波导尺寸的限制。     

超宽带信号在波导中传播的FDTD分析

用时域有限差分法(FDTD)对超宽带(相对带宽>25%)信号在矩型波导中的传播情况进行分析,给出了超宽带信号在矩型波导中传播时的时域波型及其频谱的变化情况。研究表明超宽带信号在矩型波导中传播时会出现失真,而且传播距离越远,失真越大。     

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.     

加载电阻和开不等矩形槽的Vivaldi天线

本文提出了一种新型的指数型渐变槽线天线(即Vivaldi天线或ETSA,Exponential Tapered Slot Antenna)。在传统Vivaldi天线的基础上,对两个地方进行改进：一是在天线的指数槽底部加载电阻,二是在天线辐射区开对称的三个不等矩形槽。主要目的是改进天线的低频段性能。该加载电阻的开槽Vivaldi天线的尺寸为150mm*150mm,采用的介质基板是介电常数4.4,损耗正切0.02的玻璃纤维环氧树脂板(即FR-4板)。运用Ansoft HFSS14电磁仿真软件对结构进行优化分析,设计并制作了一款工作在0.8-3.8GHz(实测)的改进型Vivaldi天线。该天线在带宽范围内具有良好的定向辐射特性。     

一种小型化树杈形缝隙Vivaldi天线的设计

设计了一种3.4~7.6 GHz频段的超宽带高增益低交叉极化的小型化Vivaldi天线。该天线是在传统Vivaldi天线基础上引入树杈形缝隙结构设计而成的新型Vivaldi天线。通过在辐射片引入树杈形开缝结构,改善了天线表面的电流,使其汇聚于缝隙附近,从而提高天线的辐射性能,改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽。仿真结果表明该小型天线在3.4~7.6GHz的频率范围内驻波比小于2,以5.4 GHz为中心频点的有效带宽达到4 GHz,在中心频点5.4 GHz增益为6.2 d B且交叉极化低于-20 d B。天线的尺寸仅为30 mm×30 mm。在此基础上加工并制作了天线样件,实测结果和仿真吻合良好,可以应用于无线通信系统中。     

FDTD(2,4)算法的数值色散特性及其在微带天线中的应用研究

该文研究了在时间上采用2阶差分、空间上采用4阶差分的高阶FDTD(2，4)数值方法，推导出其三维差分公式，并详细分析了其数值色散特性．另外，将PML吸收边界有效地应用于微带天线的计算，并与传统FDTD(2，2)数值结果进行了对比．结果证明高阶FDTD(2，4)算法能够有效减小数值色散和相速误差，而且可以降低对计算机内存的要求，减小计算量，适用的计算频段更高．     

应用APLAC对有覆盖层微带贴片天线研究

采用时域有限差分法软件模拟具有覆盖层微带贴片天线，求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率，讨论了不同介质覆盖和空气隙对3GHz向带贴片天线谐振率影响。     

Analysis and Design of Tapered Slot Antenna for Ultra-Wideband Applications

The tapered slot antenna,such as Vivaldi,has been widely used due to its ultra-wideband,high gain,simple feed structure,and easy fabrication.However,there is no rigorous analytical theory for this type of antenna.This paper analyzed the metal parts of a tapered slot antenna in a conical coordinate system with the medium analyzed in rectangular coordinates.This mixed mode gave an approximate analytical form for the tapered slot antenna with the field distribution and radiation characteristics.A planar tapered slot antenna was proposed according to the results of the analysis methods.Measured and simulated results demonstrate the antenna performance.The antenna shows good impedance matching over a wide bandwidth of 9 GHz,from 2 GHz to 11 GHz,and good radiation patterns.It is suitable for ultra-wideband applications.     

考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化-连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。     

微带线—槽线馈电的Vivaldi天线参数分析

为了研究微带线-槽线馈电结构参数对Vivaldi天线辐射性能的影响,将该天线的参数归纳成微带短截线的尺寸、槽线环形谐振器的尺寸、天线渐变指数及开口尺寸3个部分,并分别对这些参数进行优化仿真设计.结果表明:3个部分主要参数对带宽均有较大影响,设计时槽线谐振腔半径不能随意增加,其值应与天线工作波长的1/4相当,扇形微带短截线夹角直接影响高频部分,有助于带宽的提高,随着渐变指数的增大,天线的增益和主瓣电平减小,波束宽度增加.该研究为该类天线设计提供了技术支持.