一种双频微带贴片天线的设计

在矩形微带辐射贴片的设计基础上,通过选择合适的50Q同轴线的馈电位置,设计了一个双频微带贴片天线,工作于1．3GHz及1．8GHz频段。基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件,对天线尺寸进行设计,并通过合适的馈电位置实现与微带线之间的匹配,降低天线的回波损耗。结果表明：端口散射参数s11表明天线在1．3GHz及1．8GHz表现小的回波损耗,该方法可为实际双频天线的设计提供指导。     

应用于电磁测量系统的正弦天线设计

设计并实现了一种应用于电磁测量系统的正弦天线。应用微带指数渐变巴伦结构对天线进行馈电,采用圆锥形平台反射腔实现天线的单向辐射,使用3 dB电桥实现天线的双圆极化性能,利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化。使用Ansoft HFSS软件和矢量网络分析仪E5071C分别对天线模型和实物进行仿真及测试,仿真结果显示,正弦天线在1.0～2.6 GHz频段内电压驻波比小于2,法向增益7.8～8.2 dBic,相比于平面阿基米德螺旋天线和平面等角螺旋天线,实现了双圆极化性能。实测结果表明,所设计的天线在1.0～2.6 GHz内电压驻波比小于2,利用微波暗室进行方向图测试,法向增益7.4～8.0 dBic,测试结果与仿真结果相符合。设计的天线能够应用于电磁测量系统。     

低副瓣边馈微带天线阵列设计

在实际应用中要求微带天线具备高增益、低副瓣、波束控制等特性。基于角馈方形微带贴片阵列天线的理论分析,采用中心短路、边缘馈电的方式设计了低副瓣ku波段单脉冲微带平面天线阵列。经测试所设计的10×10单元单脉冲微带天线阵的副瓣电平达到了-19.5dB。结果证明该设计方法对高增益单脉冲天线设计是有效可行的。     

一种平面微带阵列天线的仿真与分析

为了获得可应用于工程的具备理想特性的天线,在Ku波段设计了一种平面结构的微带阵列天线.在设计微带天线的辐射贴片结构基础上完成了馈电网络和八元阵列天线的设计,通过CST仿真软件构建阵列天线模型,并优化天线的尺寸参数,得到天线的S参数、驻波特性和增益方向图等特性.仿真结果表明,该微带阵列天线具有高增益和低副瓣特性,且方向性...     

角馈方形贴片微带天线交叉极化抑制方法研究

鉴于串联馈电的角馈方形微带贴片天线在设计时易产生交叉极化现象,严重影响阵列天线的辐射性能,以角馈方形微带贴片作为天线阵阵元,设计了一种泰勒分布的低副瓣线阵天线.首先分析了角馈方形微带贴片交叉极化现象,然后提出运用开槽法和增加馈电段法来抑制交叉极化,最后给出了仿真和实测结果.实测结果表明,开槽法和增加馈电段法有效抑制了交叉极化,降低了对主极化方向图的影响,天线具有较好的辐射性能.     

大型阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵的求解及应用

通过公式推导,给出阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵与辐射场之间关系的解析表达式,进而提出一种运用仿真软件HFSS来求解阻抗矩阵和散射矩阵的方法．运用小型阵列的阻抗矩阵来等效大型阵列的阻抗矩阵,将其代入推导所得表达式,实现了大型阵列辐射场的精确计算．基于此辐射场的计算方法,运用遗传算法通过优化各单元的馈电幅度和相位来进行大型阵列方向图的精确综合．以16元微带贴片直线阵列天线为例来对该综合方法的有效性进行评估．实验结果表明,优化后,在精确实现-25°~25°范围内主波束扫描的同时,最大副瓣电平都控制在-18.24dB以下; 与均匀阵相比,其半功率波瓣宽度均未展宽,增益损失小于0.85dB; 计算结果与HFSS仿真结果基本一致．     

一种同步卫星C波段微带天线的设计分析

针对同步卫星C波段的频带要求,设计了一种微带二元阵列天线。天线采用矩形辐射贴片,双点馈圆极化的两元等幅同相、相距为0.75倍波长的直线阵结构。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化,得到天线法相增益≥9.5dBic,扇面正前方波束宽度±16°增益≥6.5dBic,扇面仰角30°波束宽度±16°增益≥0dBic,且天线各个频点下的前后比≥10dB等天线性能参数所对应的结构参数。加工成实物并利用微波暗室进行测试,测试结果与Ansoft HFSS仿真结果基本相符。     

低旁瓣十六元缝隙微带天线阵的设计

工作频率为3．4～3．6GHz的低旁瓣十六元微带缝隙天线阵的设计方法，应用微带缝隙天线的理论及馈电方式设计天线阵元。通过谢昆诺夫单位圆辅助分析法对天线阵进行优化设计后，可实现天线增益为17．6dBi，而上侧第一副瓣电平能够达到-18dB，与同类产品相比是比较先进的。天线在Wimax宽带无线局域网接入中应用，具有良好的性能。借助Ansoft HFSS仿真软件对天线进行了仿真，仿真结果和实验结果基本一致。     

一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

Ku波段电磁涡旋相控阵列天线设计

为了能产生性能更好携有轨道角动量的涡旋电磁波,采用微带天线技术,设计了一种新型的相控微带阵列天线.以同轴馈电的圆微带天线为单元,将8个、16个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上分别组成两个单圆环和一个双圆环结构的相控阵列天线,并采用等幅且同一环的相邻单元间相位差为常数的方式进行激励.通过电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS建模并优化,单圆环和双圆环阵列结构均在中心频率为15 GHz处获得了携有轨道角动量的涡旋辐射方向图.结果表明:虽然单圆环结构的相控阵列天线可通过增加阵元数来改善电磁涡旋性能,但不可避免的造成更大的天线体积;而利用双圆环结构,由于增加一个内环设计自由度,结合内外环的协同优化仿真,通过设置适当的天线阵列结构和相位延迟,双圆环结构较单圆环结构产生的涡旋电磁波有更小的中心轴线开口张角,具有更强的涡旋方向性和更高的辐射增益.     

基于HFSS的圆极化微带天线的设计和仿真

设计了一种圆极化微带天线,采用表面开槽的方法来减小天线的尺寸和提高天线的整体性能,介质基板采用高介电常数的材料,通过选择适当的馈电位置和切角实现圆极化工作方式,利用HFSS软件对天线进行了电磁仿真和物理建模,优化了天线的各项参数,得出了驻波比、增益、轴比等仿真曲线。仿真结果表明,天线的增益和方向图特性良好,天线的尺寸明显减小,满足工程需要。     

添加覆盖层的宽带微带贴片天线

分析设计了一种添加介质覆盖层的宽带微带贴片天线,该天线为2×4微带阵列天线。在宽带单个单元微带天线的基础上,采用合理的匹配网络,组成宽带微带阵列天线。用IE3D软件进行仿真,并且给出了本天线与一不同匹配网络的2×8阵列天线的结果比较,说明添加覆盖层以及利用合理的匹配网络可增加微带天线的带宽。     

基于北斗系统的稳定相位中心圆极化微带天线

北斗系统中,圆极化天线的相位中心稳定性是高精度导航定位的关键环节。为达到这一技术要求,设计了一种一分四馈电网络,通过幅度相等、相位依次相差90°的四点馈电方式,实现圆极化。同时采用HFSS仿真软件对馈电点位置进行优化,提高相位中心稳定度。仿真结果显示,该天线相位中心稳定度达到1.104mm,同时圆极化辐射性能优越,具备很强的工程应用价值。     

GPS双频圆极化微带天线的设计

设计了一种新型测量型GPS微带天线.这种天线采用双层贴片结构的形式,上下两层贴片均采用了均匀分布的四馈点馈电方案,在要求的带宽内满足双频(L1/L2)圆极化特性的同时实现了小型化.采用对天线贴片切角和添加短截线的综合方法,有效地提高了天线的辐射效率.利用HFSS软件对天线模拟仿真与优化,并进行实物加工.模拟结果表明,在...     

基于遗传算法的微带缝隙天线设计

经分析建立微带缝隙天线的传输线等效模型,将遗传算法引入到天线设计中.采用遗传算法的编码方式、适应度函数以及目标函数,根据遗传算法寻优结果设计出微带缝隙天线,并利用Ansoft HFSS对天线的电特性和场特性进行了仿真,结果证明,遗传算法在天线设计中具有可行性和可靠性.     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

基于顺序旋转馈电的Ka波段圆极化天线阵设计

针对航空航天、雷达和通信系统对定向性平面圆极化天线阵的需求，本文研究并实现了Ka波段宽带圆极化16单元微带天线阵。该天线阵以角截断微带贴片作为基本谐振单元，采用顺序旋转馈电技术构造成4元阵列，并再次对4元阵应用顺序旋转馈电技术，得到16元天线阵列以获得高增益。通过计算电磁学仿真软件对天线性能进行了分析，并使用Rogers 5880制作了天线实物，仿真和测量结果符合得很好。研究结果表明，在29.08～31.22 GHz频段内，天线阵的反射系数小于-10 dB，轴比小于3 dB，相对带宽超过13.8%，验证了通过顺序旋转技术，可以有效地实现高增益平面圆极化天线阵。     

36GHz微带天线阵列设计

采用Rogers(5880)作为介质基板材料,通过模拟仿真设计了一款工作频率在36GHz的矩形微带贴片天线.为了具有更高的增益与更窄的方向角,在单片贴片的基础上采用并联侧馈的馈电网络,利用阻抗变换时天线的特性阻抗进行匹配,设计了一款十六元(4×4)阵列天线,并且获得了较好的辐射特性.