加载单极子天线的时域辐射特性

基本的单极子天线由于其本身的特社会在天线内部对馈入的信号进行多次反射，严重,制约着它的辐射性能。采用时域有限差分法对比计算了加载与非加载单极子天线的时域辐射特性。计算结果表明，加载是改善单极子天线时域辐射性能的最佳选择，但需要以牺牲辐射效率为代价。     

一种加载可变电感的电小单极子天线设计

设计了一种加载可变电感的平面折叠单极子天线,首先针对方形单极子天线尺寸过大的缺点,对方形单极子使用开槽、引入弯曲折叠线来延长天线表面电流流动路径,成功降低了天线的工作频点,使其成为电小天线。然后针对天线在低频处输入阻抗虚部呈现容性的特点,对天线进行了感性加载来补偿低频处的容抗,使得天线的谐振点随引入的电感值不同而在一个较宽的频率范围内变化,实现宽频带工作。加载电感后,天线最低谐振频率为267 MHz,最小电尺寸为0.089λ,λ为工作频点对应波长。通过加载可变电感实现了106 MHz的变频带宽(|S11|≤-10 dB),电感加载为电小天线的宽频带工作提供了一种设计思路。     

小型化准分形加载单极子天线

提出了一种小型化宽带加载单极子天线,即对有顶部加载的单极子天线进行准分形和RLC集总加载.研究表明准分形可以有效地降低天线的谐振频率,提高辐射能力.准分形加载单极子天线和三维分形树单极子天线相比,结构非常简单,容易实现,和典型的加载单极子天线相比,天线的电尺寸要小得多.对准分形加载单极子模型天线进行了测试,实测结果和仿真结果比较一致.加入匹配网络后,可得到10:1的带宽.     

一种紧凑型超宽带UHF天线设计

提出了一种尺寸紧凑的超宽带特高频(UHF)天线,该天线由微带单极子天线和寄生层组成。通过将单极子天线的矩形辐射贴片与圆环贴片结合、加载寄生贴片,以及对接地板进行开槽和切角,有效拓展了天线的带宽,并使其获得了超宽带特性。将印刷有双箭头金属图案阵列的寄生层放置在单极子天线下方可提高天线的增益,且阻抗带宽保持不变。该天线的整体尺寸为120 mm ×150 mm ×11.2 mm,反射系数S11<-10 dB的频率为0.64~7.00 GHz,最大增益为7.57 dBi,具有良好的全向辐射特性。对天线进行了加工与测试,测试结果与仿真结果基本一致,证明了仿真结果的有效性。     

Peano分形加载单极子辐射性能的研究

对有限地板尺寸和介质填充情况下Peano分形加载单极子天线的辐射特性进行了研究.利用HFSS分析了地板尺寸和填充介质材料对天线反射系数、辐射方向图和增益的影响.仿真表明:随着地板尺寸的减小,天线的阻抗带宽和增益明显减小,H面方向图变化不大,而E面方向图的半功率波束宽度增大,波束仰角减小;填充材料的介电常数过大会导致天线性能的恶化.在分析研究的基础上,设计并研制了地板尺寸为220mm×220mm的一阶和二阶Peano分形加载单极子天线.天线分别实现了45°和36°的波束仰角,50°和45°的半功率波束宽度.仿真与实测结果均表明凋节地板尺寸是控制Peano分形加载单极子天线E面半功率波束宽度和波束仰角的一种简单而有效的方法.     

一种集总元件加载极端电小折叠单极子天线设计

针对无线通信等领域对电小天线的应用需求，设计了一种基于加载集总元件技术的极端电小折叠单极子天线结构。该天线在平面单极子天线的基础上，增加短路枝节拓展电流路径扩展带宽，采用集总元件加载技术，在辐射贴片上串联电阻元件增加输入电阻，并联电抗元件以改善输入电抗，实现了天线的极端电小特性。仿真表明，这种结构可以达到0.053λ×0.022λ×0.000 8λ(94 mm×40 mm×1.5 mm,λ为低频170 MHz处的波长)的极端电小尺寸，电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)在170～910 MHz时小于2,具有超宽带特性，并在工作频带内天线都具有良好的全向辐射特性。仿真分析了350 MHz、550 MHz、750 MHz三个频点处的方向图，且对应增益分别能达到-28.8 dBi、-16.7 dBi、-10.4 dBi。加工制作了该极端电小天线模型，实验测试验证了该天线的电小特性和超宽带特性，且方向图和增益测试结果均与仿真结果吻合良好。     

一种超介质单元加载的电小天线

根据等效介电常数为负(epsilon-negative,ENG)的超介质层加载偶极子天线可增强辐射效率的原理,提出一种新型电小天线。采用"门"型单元结构对中心频率为400MHz的电单极子加载,在提高天线辐射效率的同时极大地减小天线尺寸。测试结果表明,"门"型电小天线的增益与传统0.25λ单极子天线相当,比同尺寸单极子天线提高8dB,实际天线尺寸仅为0.08λ。     

超宽带机载雷达天线的研究与设计

根据现代雷达系统的要求,设计制作了一种具有宽带宽波束扫描特性的椭圆单极子天线.分析了天线的阻抗特性、辐射特性以及表面电流分布特性.测量结果表明,该天线的有效工作带宽为1.65 GHz ～ 13.15 GHz,方位面实现了全向辐射,俯仰面3 dB波束扫描范围大于60°.天线体积较小,结构简单,加工方便,适合应用于超宽带雷达系统的天线单元.     

基于超材料的多波段小型化天线

基于负折射率传输线（Epsilon Negative Transmission Line,ENG-TL）理论和开口谐振环的负磁导率特性,提出了一种加载ENG-TL结构和互补开口谐振环（Complementary Split Ring Resonators,CSRR）结构的单极子天线模型.该结构实现了单极子天线的小型化多频带.仿真和实验结果表明:所设计的单极子天线覆盖了WLAN（2.4/5.2/5.8 GHz）和WiMAX（3.5/5.8 GHz）频段.     

超宽带（UWB）短脉冲天线性能改善方法研究

分析了各种超宽带短脉冲天线的性能 ,针对各天线存在的不同特点采取不同的措施进行改进。改变对数周期天线的馈电方式可以避免滞后失真 ;根据 WU- KING偶极子理论 ,对圆柱单极子天线、单圆锥天线和 TEM喇叭天线等进行加载可以有效减小反射 ,改善了天线辐射短脉冲的性能 ,但同时也导致了辐射效率的降低