采用介质PBG盖板Fabry-Perot谐振器的宽频带高增益印刷天线

研究了采用介质盖板组成的Fabry-Perot (F-P)谐振器结构的宽频带高增益平面印刷天线.比较了不同结构参数对天线性能的影响,并在此基础上通过引入二维光子带隙(PBG)结构,提出了两种既能提高增益、又能减小背向辐射的新型结构.通过软件仿真计算和实验,都验证了这两种结构的天线具有较好的实际应用性能.     

双频低剖面Fabry-Perot天线的研究与设计北大核心CSCD

本文提出了一种基于超表面(MTS)的Fabry-Perot天线，实现了双频高增益情况下的低剖面特性。研究Fabry-Perot天线的谐振器模型，通过射线追踪法获得FP天线谐振时的相位条件。所研究的天线由两部分组成，双频微带天线作为馈源，提供2.4GHz和5.4GHz的辐射。MTS作为部分反射表面(PRS)调节反射幅度和相位，当PRS满足对应的谐振条件时，可以在2.4GHz提供11.8dB的峰值增益和0.068λ的剖面高度，在5.4GHz提供14dB的峰值增益和0.153λ的剖面高度。     

一款基于极化转换超表面的双频RCS缩减Fabry-Perot天线

雷达散射截面（radar cross section, RCS）是雷达探测技术、隐身和反隐身技术中表征目标可识别特性的重要参数. 对隐身平台RCS的贡献来自平台上的天线,因此降低天线系统的RCS成为目前隐身技术中的一个关键技术课题,当前的解决方案在降低RCS的同时会影响天线的辐射性能. 本文将极化转换超表面(polarization conversion metasurfaces, PCM)和法布里-珀罗（Fabry-Perot）谐振腔天线有效结合,设计了一款双频带RCS缩减和增益提升天线. 结果表明,该天线在4~9 GHz和12~15 GHz两个频段的RCS最大降低了15 dBsm. 此外,Fabry-Perot天线的增益相较馈源天线提高了7 dBi. 说明提出的天线具有增益高、RCS低的特点,可为Fabry-Perot谐振腔天线的设计提供新颖的思路.     

基于高阻表面和波纹槽结构的法布里-珀罗天线研究

针对尺寸有限的法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)天线副瓣较大、增益带宽窄的问题,提出了一种基于高阻表面和波纹槽结构的新型FP天线模型.同时使用三维全波电磁场仿真软件CST就传统FP谐振结构、周期性以及非周期性加载高阻表面阵列和波纹槽结构对天线辐射性能的影响进行数值分析.模拟和实验测试结果表明:与传统FP谐振结构相比,加载周期结构仅能在较窄频带内提高天线增益,而加载非周期结构能使该天线增益在更宽频带内得到提高且其增益稳定性更好.     

应用于物联网MIMO天线的双频谐振解耦结构

提出了一种用于双频MIMO天线的谐振器去耦结构。通过双频单极子MIMO天线对该解耦结构进行验证。双频单极子天线分别工作在低频2.4GHz和高频5.8GHz。 双频解耦结构在低频段主要是采用两个反向的π型微带谐振器解耦,高频段主要是采用π型缝隙谐振器解耦。天线采用微带线馈电,解耦谐振器与天线地板印刷在PCB同一面,结构紧凑易于与系统集成,可以广泛应用于物联网通信系统中。 实测结果：双频谐振器去耦结构实现隔离度高于22dB,单极子天线阻抗带宽分别为2.0GHz-3.0GHz和5.0-6.0GHz（S11<-10dB）,低频段增益最大增益点1.5dBi,高频段最大增益点3dBi。     

一种新型的高增益低剖面天线

为了解决传统天线低增益、窄频带和大尺寸的问题,提出了一种新型的高增益低剖面天线。该天线采用人工磁导体(AMC)作为反射面,具体结构是将双面印刷蝶形天线作为辐射天线悬置在5×7梅花单元反射面上。经优化,该天线的中心频率为2.58 GHz,相对带宽为11.63%,覆盖了LTE(长期演进)中的2 500～2 690 MHz频段,且天线的总体高度仅为9.5 mm,相当于自由空间波长的1/12。此外,该天线的峰值增益达到9.7 dBi,证实了新型天线的可行性。     

高增益高效率的Fabry-Perot谐振腔天线研究

提出了一种采用非均匀频率选择表面（frequency selective surface, FSS）盖板以及非均匀电磁带隙（electromagnetic band gap, EBG）结构反射地板的高增益Fabry-Perot（F-P）谐振腔天线. 基于漏波理论模型,针对大口径F-P谐振腔天线设计非均匀的FSS盖板和EBG反射地板,控制衰减常数α和相位常数β,改善了口径场上幅度相位分布的均匀性,并抑制了非谐振频率时天线辐射性能的恶化,实现高增益和高口径效率的同时,保证了天线的工作带宽. 所提出的圆形F-P谐振腔天线直径为6.6λ₀,仿真增益为24.6 dBi,口径效率达67.9%,阻抗带宽为4.1%,3 dB增益带宽为3.7%;实测增益为23.9 dBi,口径效率达56.9%. 由于对口径场均匀性的设计,该天线克服了传统F-P谐振腔天线的口径效率和增益间的相互限制.     

基于部分极化转换表面与部分反射表面的宽带高增益圆极化天线设计

该文介绍了一种具有部分极化转换与部分反射功能的超表面结构,并将其应用到具有宽带高增益性能的圆极化法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)谐振腔天线设计中。所设计的超表面在反射地板存在时能够表现出反射型部分极化转换功能从而用于F-P天线的圆极化源设计,而当反射地板被移除时其具有部分反射功能因而能够作为F-P天线的部分反射表面。通过在部分极化转换表面上方放置矩形贴片并加载寄生贴片与部分反射表面,辐射源贴片的线极化辐射能够被转变为高增益圆极化辐射,并且天线的阻抗带宽与轴比带宽均得到加强。所设计的天线经过仿真、加工与测试,测试结果表明其阻抗与轴比带宽分别为6.8～8.4 GHz (21.3%)和6.8～8.3 GHz (19.9%),峰值增益达10.5 dBi。     

基于SIW 的多波束CTS 阵列天线设计

文中设计了一款基于基片集成波导(SIW)的毫米波高增益多波束连续横向枝节(CTS)阵列天线,它 通过切换馈电端口实现多波束功能。该天线整体结构简单,采用印刷电路板工艺实现。天线主要包含馈电喇叭、平 面波转换结构以及辐射结构三个部分,由三层基板构成。馈源为基于SIW 的馈电喇叭,并在口径处添加匹配结构以 提高其辐射性能;平面波转换结构由SIW 抛物面和渐变耦合槽组成,可将馈电喇叭辐射出的柱面波转换为幅度服从 泰勒分布的平面波进而为CTS 阵列馈电,因此天线具有低副瓣的特性;辐射结构为1×8 的CTS 阵列,通过优化缝隙 宽度以保证每个单元辐射出相等的能量。天线工作在30 GHz,通过切换馈电端口可在±20°范围内实现波束切换,天 线测试结果与仿真结果吻合,验证了设计的合理性。     

双阻带特性的超宽带单极子天线设计

设计了一种具有双阻带特性的超宽带单极子天线,对嵌入开路微带谐振器和边缘相似谐振器进行了分析.利用这两种谐振器可以分别在Wimax(3.33～6GHz)和WLAN(5.15～5.85GHz)两个频段产生阻带.通过改变天线几何尺寸,可以分别对阻带的中心频率和带宽独立控制.天线利用印刷线路板(PCB)技术加工实现,并对其阻带特性、回波损耗、辐射方向图、辐射效率和峰值增益进行了测试,测试结果和仿真结果吻合很好.