MIMO天线方向图的辐射鲁棒性设计

MIMO天线各单元传输的基带信号可以完全不相关,天线上传输的信号可以是任一幅度和相位的组合,可能产生零辐射现象。MIMO天线零辐射缺陷可以用其单元方向图来判定,对于无损天线,该缺陷还可以用天线本地端口S参数判断,不必测量天线方向图。使用方向图鲁棒性设计方法,可以避免零辐射缺陷。针对MIMO系统基站侧使用阵列天线的情况,本文还给出了阵列天线盲点的判定准则。     

车载4G天线的辐射性能仿真

使用FEKO软件仿真分析了车载4G天线的辐射方向图,并在专业的天线测试实验室中进行天线的三维方向图测试,验证车载4G天线仿真的精度。结果表明,仿真和测试的辐射方向图在缺陷角度和增益大小方面都具有很好的一致性,通过仿真来预测天线单体的辐射性能可行。     

一种临近有限尺寸导电平板的圆极化天线的辐射

本文应用反应积分方程及统一几何绕射理论分析了临近有限尺寸导电平板的一种圆极化天线的辐射。首先用反应积分方程求得天线在临近无限大导电平板时的辐射,然后用统一几何绕射理论计算天线在有限尺寸导电平板边缘上产生的绕射,最后应用叠加原理求得天线合成方向图。应用这种方法可计算天线方向图、天线效率、天线电流分布及天线输入阻抗。对一种天线的实验结果与理论计算进行了比较,说明了这种分析是正确的。     

V型振子脉冲天线的形状优化

在大多数脉冲电磁场的应用中，需要能在空间某一方向上产生最强瞬时冲击脉冲的天线，为了这一目的，本文中用时间步进法对曲线形状偶极子天线的时域辐射特性进行了分析，并在此基础上用共轭梯度法对天线的形状进行了优化。优化过程的目标函数为天线前向辐射脉冲的瞬时冲击值，优化变量为天线的形状参数。     

V形振子脉冲天线的形状优化

在大多数脉冲电磁场的应用中，需要能在空间某一方向上产生最强瞬时冲击脉冲的天线，为了这一目的，本文中用时间步进法对曲线形状偶极子天线的时域辐射特性进行了分析，并在此基础上用共轭梯度法对天线的形状进行了优化。优化过程的目标函数为天线前向辐射脉冲的瞬时冲击值，优化变量为天线的形状参数。     

表面波等离子体鞭状天线方向特性的理论分析

等离子体天线因其具有许多独特的性质而受到广泛关注。利用金属天线的传输线等效理论,研究了等离子体电子密度和碰撞频率对等离子体鞭状天线辐射方向特性的影响,并利用高频仿真软件HFSS对计算方法进行了验证。结果表明,当等离子体电子密度较小、碰撞频率较高时,等离子体鞭状天线与相同物理尺寸的金属天线辐射方向图相差较大;而在较高电子密度和较低碰撞频率条件下,两种天线具有相似的辐射方向图,并且电子密度越大、碰撞频率越低,其与金属天线的辐射方向图越接近。     

工作频率变化对同相水平天线 辐射方向图的影响分析

本文对短波同相水平天线的辐射方向图进行了分析,结合实例给出了工作频率变化对辐射方向图和覆盖区的影响,并给出了工作频率与天线频段的搭配建议.     

一种新型探地天线的优化设计

设计了一种新型超宽带平面天线.用FDTD研究了近地面天线的模拟计算问题,给出了天线的近场辐射性能.通过与平面蝶形偶极天线对比,结果表明该天线具有波形保真度好,对称的辐射方向图及后向辐射小等特点,进一步通过加载集中电阻优化设计,改善了天线的驻波特性.此天线不仅适用于探地雷达,还可以广泛地用于宽带通信和冲激雷达等系统.     

一种有效的天线三维辐射方向图计算方法

提出了一种根据已知的天线E面和H面方向图计算天线的三维辐射方向图的近似算法.以全向和定向天线为例,仿真比较了此算法和两种已有算法计算得到的天线三维辐射方向图与理论结果之间的误差.结果表明,该算法误差较小,可以有效地计算天线的三维辐射方向图.根据生成的三维辐射方向图,计算了天线的方向性系数,所得结果与理论值吻合良好.     

分形倒L天线的研究

构建了一种紧凑结构的分形倒L天线,用矩量法对天线的阻抗特性、辐射方向图特性和天线电流分布作分析研究,并进行实验验证.结果表明,分形倒L天线不仅大大降低了天线的高度,而且有效地缩减了天线的水平长度,是天线小型化设计的重要方法.     

基于粒子群算法的低副瓣螺旋天线设计

提出了一种单绕低副瓣螺旋天线的设计方法. 在单绕螺旋天线外加一个金属锥面来改变天线的辐射特性. 采用粒子群算法对影响天线方向图的参数,包括金属锥面两端的口径和长度进行了设计,以降低天线辐射方向图的最大副瓣电平. 仿真分析和实验测试结果说明在要求的1268.5±10 MHz频带范围内该天线驻波比小于1.15,天线方向图的最大副瓣电平低于-25 dB.     

矩形反射柱体近旁天线辐射特性的计算应用几何绕射理论

本文用几何绕射理论分析计算了矩形反射柱体近旁偶极子和双环天线的水平辐射特性。研究了到达场点的直达波、反射波和柱体稜边各次绕射波之间的量值关系。分析了柱体边长、天线与柱体之间的相对位置和天线的馈电方式对合成场强方向图的影响。计算结果表明,需要对天线系统的有关参数进行优化设计,以得到最佳的全向辐射特性,本文的分析方法和结果为这类天线系统的优化设计提供了手段和依据。     

大型电扫相控阵雷达的天线方向图测试

天线方向图是天线辐射特性的重要参数,大型电扫相控阵雷达的天线方向图往往难以准确测量。扫描方向图是利用电扫相控阵波束捷变的特点形成的方向图,较为准确地表征了天线的辐射特性,是对天线方向图很好地近似。文中结合多个大型雷达的工程研制经验论述了在远场和中场测试天线方向图的方法,提高了测试效率和精度,得到了令人满意的结果。     

一种新型超宽带高增益维瓦尔第天线的设计与性能研究

设计了一种新型超宽带高增益维瓦尔第天线，在传统对踵维瓦尔第天线的两端均增加弧形辐射结构，从而提高天线的低频辐射带宽；在天线辐射方向添加一块渐变型介质板，将天线正反两面的表面电流限制在天线辐射方向，既可以矫正E面方向图的增益峰值偏移角度，也可以提升天线辐射强度。实测结果显示：1.6-20GHz频段内的天线VSWR均比小于2，倍频带宽高达12.5，增益为1.5-11.1d B，并且该天线的E面方向图对称性好、交叉极化比小，易于设计、成本低廉，在超带宽、高增益的定向辐射天线方向拥有较高的研究意义和应用价值。     

MATLAB在天线方向图中的应用与研究

以天线方向图函数为例,分析了对称阵子天线、阵列天线方向图函数F(θ,φ)随各参量变化的规律以及二维图形的特点,并讨论了直线天线阵(单向端射阵)的最大辐射方向和主瓣宽度随各参量变化的二维、三维图形特点。借助MATLAB的绘图功能,对各种天线的方向图函数的二维、三维图形进行研究,可以观察到天线辐射场在不同方向的辐射能量分布。直观清楚地表现出辐射方向图的特点。     

一种应用于卫星通信地面站的新型单臂螺旋天线及其阵列的研究

研究了一种应用于卫星通信地面站的新型单臂平面螺旋天线,该天线采用圆柱螺旋激励同轴线馈电,可以形成倾斜的波束,通过改变圆柱螺旋的参数可以调整其输入阻抗以达到阻抗匹配的目的.用矩量法求解了天线的电流分布和三维辐射方向图以及增益轴比等参数,计算结果与参考文献很吻合.为了增强天线的方向性系数和增益,以四元天线阵为例,研究了这种天线组成的天线阵的辐射特性,给出了天线阵的三维辐射方向图.计算结果表明,该天线组成的天线阵同样具有倾斜的波束指向,各天线单元的输入阻抗为接近50 Ω的纯电阻,增益比单个天线单元提高6.3 dB.     

同频方向图可重构印刷振子天线设计

为了在同一副天线、同一频段实现方向图可重构,提出了一种方向图可重构印刷振子天线。通过改变开关的状态,天线实现单极子和带反射器的偶极子两种工作方式。单极子辐射全向方向图,带反射器的偶极子辐射方向图为定向。利用Ansoft HFSS10.0 仿真软件对天线尺寸进行了分析和优化。仿真结果表明：开关断开、闭合时,天线实现 了在2.34～2.64GHz 工作频带上的定向和全向方向图;在2.45GHz 处,最高点增益分别为6.7dB 和3.1dB。     

水平全向共形微带天线的设计

设计了两种水平全向共形微带天线,采用电磁仿真软件CST MWS（CST MICROWAVE STUDIO）进行仿真,给出了天线的回波损耗和水平面方向图。天线采用了结构上对称的形式,利用微带贴片天线单向辐射的机理,实现了水平方向全向辐射。分析了天线的结构及仿真图,研究了阵列天线参数对全向性不圆度指标的影响,对于设计水平全向共形微 带天线有重要的价值。     

5G移动通信特殊成形基站天线设计

针对5G大范围覆盖的应用场景进行了设计探讨,提出通过对基站天线垂直面进行余割平方成形、以保证大范围覆盖应用场景下信号的均匀性的方法。首先通过算法推导,证明余割平方成形的功率辐射波束可满足5G信号均匀覆盖的要求;其次,采用约束最优化方法,把天线的方向性系数作为目标函数,把指定区域的波束电平作为约束函数,求解基站天线辐射单元的权值,得到满足余割平方成形的辐射方向图。在MATLAB环境下开发了实现此算法的程序。本文的创新之处在于用实际的单元方向图和约束最优化方法,在保证天线增益最优的前提下,综合出需要线阵列天线方向图。引入仰角单元与其他正常单元一起综合方向图,解决顶盲问题,是这个方法的一个应用实例。最后,仿真验证该方法,并设置场景对应用余割平方成形的天线与常规天线的信号覆盖进行比较,证明该方法对信号均匀性有极大的改善。     

机载相控阵天线绕射场分析

采用一致性几何绕射理论分析了某型航空飞行器机体对其上安装的阵列天线辐射方向图的影响.给出了机体散射场分析数学模型建立的原则和天线装机后总场计算方法,详细推导了阴影区曲面绕射场的计算公式,分析了载机对天线辐射方向图的影响.以相控阵天线为例,计算在机体上不同安装位置,天线不同扫描角情况下的天线辐射方向图,为大型阵列天线在载机上的优化布局提供参考.