低频补偿超宽带TEM喇叭天线的研究与设计

设计和仿真了一种组合式的超宽带TEM喇叭天线。通过采用指数渐变的TEM喇叭天线与矩形框的组合形式,扩展了天线的低频截止频率。同时,为了提高高频端天线的增益,对天线口面做圆弧过渡。使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在0.78~20 GHz的频带内反射损耗小于2.5,比带宽达到了25.6∶1,在整个工作频段内平均增益为10 dBi,达到了预期的设计目的。     

基于二叉分形树的宽带微带天线

采用二叉分形树结构设计了一种具有宽带特性的新型微带单极子天线.为获得宽带特性,综合应用基于时域有限差分算法的全波电磁场仿真、网络并行计算和遗传算法的天线自动设计技术对该分形微带天线进行了优化设计.根据设计结果加工制作了天线模型并进行了性能测试,测试结果同仿真计算吻合良好,并表明该天线的S11＜-10 dB阻抗带宽达到了42.8%(从2.45 GHz～3.80 GHz).     

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析.采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析.研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB.仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性.     

新型平面交叉耦合偶极子天线

本文提出一种新型平面交叉偶极子天线.该天线以原平面单极子天线为原型,通过采用交叉馈电和缝隙耦合技术将单极子拓展为异面偶极子,实测和仿真数据显示在频段0.8GHz～1.0GHz/1.7GHz～2.5GHz的驻波比均在2.0以下,低频段增益为2.62dB,高频段增益为4.21dB.该天线结构尺寸紧凑,易隐藏且安装方便,偶极子的结构使得可以在天线中心馈电,便于实际应用.     

一种紧凑型超宽带微带天线的研究

设计了一种新颖的小型微带结构的超宽带天线,采用共面波导馈电结构,金属底板的槽型边缘被设计成对称的多边形以获得超宽带频率特性. 通过FDTD数值计算方法获得了最佳的天线几何尺寸并根据设计结果加工制作了天线模型. 计算结果和实际测试结果吻合良好,并表明该天线的S11<-10 dB阻抗带宽达到了117%（从2.75 GHz到10.5 GHz）.     

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.      

小型超宽带印刷圆盘天线的设计与仿真

改进了一种印刷圆盘单极超宽带天线.利用仿真软件CST对其进行了仿真计算,最后给出了天线的反射损耗曲线和辐射方向图.该天线采用微带线进行馈电.天线基板采用较低的介电常数(ε=2.2),天线的-10 dB反射损耗的频率覆盖范围为2.77～14.82 GHz.这种天线很适合应用于目前的短程超宽带通信系统.     

基于二叉分形树的宽带微带天线

采用二叉分形树结构设计了一种具有宽带特性的新型微带单极子天线。为获得宽带特性,综合应用基于时域有限差分算法的全波电磁场仿真、网络并行计算和遗传算法的天线自动设计技术对该分形微带天线进行了优化设计。根据设计结果加工制作了天线模型并进行了性能测试,测试结果同仿真计算吻合良好,并表明该天线的 <-10dB阻抗带宽达到了42.8%（从2.45GHz到3.80GHz）。     

小型EMC宽带喇叭天线设计

混波室(Reverberation Chamber)作为一种新型的电磁兼容的测量设备,由于其自身的优越性,受到越来越多的关注.应用于混频室内的天线对频带宽度的要求比较高,需要天线能覆盖很宽的频带.本文提出一种工作频率为2GHz-10GHz的宽带加脊喇叭天线的设计方法,利用Ansoft HFSS 9软件进行建模仿真,从简化设计以及降低加工难度的角度出发,将喇叭天线的物理尺寸尽可能的减小以方便在空间有限的混波室内使用.将仿真结果与现有喇叭天线实测结果相比较,结果表明,该天线在所设计频带内匹配良好!物理尺寸仅为现有商用喇叭天线的2/3左右.     

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。     

高质量2.5m卡赛格伦天线的设计

本文报道了圆锥波纹喇叭作为馈源系统的2.5m卡赛格伦天线的设计,修正其主、副面的形状,使该天线获得高效率(71.36％)、高增益(48.45dB)的效果.在给定初级馈源方向性图条件下,导出了使主面口径面获得均匀照射时主、副面修正的表达式.实践证明按这些表达式设计的2.5m卡氏天线是成功的.     

毫米波星载多频段多极化共馈天线系统

天线工作频率为18.7,23.8GHz和37.0GHz,采用环加载波纹喇叭使工作带宽达到2倍,新型结构的超宽带正交模耦合器实现双极化信号的提取,微波多工器完成3个频段信号的有效分离. 18.7GHz信号交叉极化电平和副瓣电平分别为-32.6,-21.0dB,23.8GHz信号交叉极化电平和副瓣电平分别为-31.6,-30.0dB,37.0GHz信号交叉极化电平和副瓣电平分别为-25.0,-30.0dB. 仿真结果表明馈源系统适合星载天线设计,馈源结构更加紧凑,实能现对同一目标的多频率复用观测.      

一种X/Ku/Ka三频波纹喇叭的设计

介绍了一种应用于X/Ku/Ka三频的波纹喇叭设计,该喇叭分别工作于8.6GHz-9.5GHz;15.7GHz-17.7GHz;33GHz-36GHz。波纹喇叭由输入段、模转换段、变角段和辐射段组成,其中模转换段采用环加载的形式。仿真和实测结果表明,设计的天线电气性能优良,具有良好的实用性。测试结果表明波纹喇叭具良好的辐射特性。     

E面扇形喇叭天线对电磁脉冲响应特性的分析

运用时域有限差分法（FDTD）,计算和分析了E面扇形喇叭天线对超宽带（UWB）电磁脉冲、高空核爆电磁脉冲（HEMP）和高功率微波（HPM）的响应特性,并且通过瞬态近远场变换计算了天线对入射脉冲产生的远区场响应,并利用傅里叶变换得到了响应频谱.经分析得出入射脉冲不但会对天线的连接设备造成损伤,而且由于E面扇形喇叭天线所具有的高增益特性,使得进入天线口径后产生反射的电磁脉冲幅值被增大,在远区场形成较大场强,从而将会对接收设备造成物理损伤.     

零折射率超材料对喇叭天线波前相位的改善

为改善喇叭天线波前相位,获得更高的增益,提出一种3层金属网格零折射率超材料结构,将其加载到喇叭天线口径上。理论分析和提取的等效折射率表明,在7.1 GHz附近,该结构的电磁波的频率接近等离子体频率,从而使得其等效折射率接近于零,并通过劈尖仿真验证了这一零折射零的特性。当其作为喇叭天线的覆层时,喇叭天线的波前相位由球面波被调制为均匀平面波,方向图波束角变窄、旁瓣降低,并且增益提高2.6 dB。这种零折射率超材料结构调制喇叭天线波前相位的作用,为改善喇叭天线的波前相位从而实现更高增益提供一种思路,有一定的应用前景。     

TEM喇叭天线阵元间互耦的研究

TEM喇叭天线是一种典型的超宽带天线,已广泛应用于高功率脉冲辐射的研究中.应用FTT方法研究了TEM喇叭天线阵互耦特点,并从时域角度比较分析了阵间距离对互耦的影响,研究发现当天线阵在低频段阵间互耦较高、频段较强时,阵元间距越大,互耦越弱,而阵元间互耦可以改善阵列的低频辐射.     

S型左手材料平板透镜对喇叭天线性能影响研究

根据左手材料零折射特性设计一种周期性左手材料排列的平面透镜来提高喇叭天线的增益和口径效率。S型左手材料被放置于平行波导中计算端口传输矩阵,并进一步计算S型左手材料的介电常数,调整结构参数,使其在16GHz时负介电常数为负值。将此结构所构成的周期平面透镜放置在矩形喇叭天线上端,对该天线的辐射方向图,增益进行了研究。结果表明,S型左手材料结构平面透镜的喇叭天线增益可达到19．3dB,比无透镜的同尺寸喇叭天线增益提高3．55dB。且口径效率达到64．21％。说明S型左手材料平面透镜可以大幅提高喇叭天线增益和口径效率。     

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。