Ka频段宽带圆极化微带天线

面向Ka频段高通量卫星对天线的需求,设计了一种Ka频段宽带圆极化微带天线. 天线单元主要由圆形辐射贴片和缝隙耦合馈电结构组成,通过两个类T形缝隙结合实现宽带圆极化. 天线仅有三层金属层,结构简单. 仿真结果显示,天线单元的相对阻抗带宽为31.5%（25.1～34.5 GHz）,相对3 dB轴比带宽为20.3%（26.5～32.5 GHz）. 由于单元尺寸较小,不便于对其性能进行验证,因此利用该天线单元组成2×2天线阵列,并进行加工测试. 仿真与试验结果表明,天线阵列阻抗带宽以及3 dB轴比带宽可以覆盖25.6～33.1 GHz频率范围,实测结果与仿真结果一致性良好.     

宽带高增益圆极化微带天线与阵列

设计了一副宽带高增益圆极化微带天线,并进行组阵分析。天线中心频率2.6 GHz,通过增加寄生贴片和空气层来提高天线单元的增益和带宽。上下两层介质板上边长不同的切角方形贴片分别激励一个低频与高频的圆极化模,有效地拓宽了轴比带宽。仿真结果表明,反射系数|S11|<-10 dB带宽21.8%,3 dB轴比带宽12.0%,中心频率点增益9.0 dBi。对天线单元进行加工测试,与仿真结果较为吻合。设计了2×4元阵列,并进行了仿真,增益提升至17.5 dBi,3 dB轴比带宽10.4%。     

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。     

一种新颖的宽带圆极化单极天线

该文设计了一种新颖的宽带圆极化单极子天线,该天线采用微带馈电模式。天线由C型贴片和改进的地板组成,整个天线尺寸仅为25×25×1 mm3。通过在C型贴片上切角和在地板上增加三角形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。该文给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.35～12 GHz(相对带宽为93.6%),3 dB轴比带宽为4.15～11.8 GHz(相对带宽为95.9%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

一种卫星接收天线的研究

介绍了一种宽带宽、轴比带宽宽的卫星接收天线的设计,天线采用微带线共面馈电的微带天线形式,利用增加寄生贴片展宽天线单元的电压驻波比带宽和圆极化轴比带宽,利用旋转馈电技术扩展了天线阵列的圆极化轴比带宽.天线设计得到了实验的验证.     

一种旋转馈电的圆极化微带阵列天线设计

为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。     

一种高效率背腔微带振子阵列天线设计

针对卫星通信需求,设计了一种L/S波段宽带圆极化背腔印刷板微带振子阵列天线,由5个切边矩形微带贴片振子辐射单元组成,可实现左右旋双圆极化辐射,又可形成差波束信号用于跟踪。通过对矩形微带贴片、背腔大小以及布阵间距进行结构调整得到一种新型宽带圆极化天线。仿真结果表明,天线工作频段为1.3～2.4 GHz,在通带内轴比参数AR<2,绝对带宽达到1.1 GHz,相对带宽达到59.5%。实现宽带工作的同时,具有良好的圆极化特性。将其作为反射面天线的馈源,使天线具有很高的增益和效率。     

Ku波段宽带高增益基片集成腔圆极化阵列天线北大核心CSCD

提出了一款应用于Ku波段的宽带高增益基片集成腔(Substrate Integrated Cavity,SIC)圆极化阵列天线。通过引入沿SIC口径面对角线放置的一对半月形寄生贴片和SIC底部馈电纵缝,使SIC中的TM_(211)和TM_(121)谐振模式幅值相等、相位相差90°,产生高增益圆极化辐射。同时,双寄生贴片还引入了一种背腔缝隙耦合振子圆极化辐射模式,扩宽了天线高增益圆极化辐射带宽。在此基础上,设计了一款2×2单元顺序旋转馈电的SIC圆极化阵列天线。阵列天线采用双层基片集成波导顺序相移馈电网络进行馈电,进一步增大了天线的圆极化带宽。综合考虑天线的-10 dB反射系数带宽、3 dB轴比带宽和3 dB增益带宽,测试结果表明,圆极化阵列天线的有效带宽为10.74-13.30 GHz(21.3%),在通带范围内最大增益为14.50 dBi。     

一种双频段圆极化阵列天线

文章将宽带单极化Vivaldi天线正交排列,通过圆极化电桥馈电,构建双频段圆极化阵列天线的基本辐射单元。利用遗传算法优化圆极化基本辐射单元的曲线特性、开槽宽度等影响电性能的主要结构参数,使其阻抗带宽及轴比带宽满足双频段工作的特性。根据相控阵天线理论,将基本辐射单元按矩形栅格排布得到圆极化阵列天线。仿真结果显示该圆极化天线在双频段内满足轴比及波束覆盖要求。该圆极化阵列天线对双频段圆极化阵天线的设计具有很好的指导意义。     

一种新型布局的圆极化微带天线阵优化设计

提出了一款高增益低副瓣新型圆极化微带天线阵。单元天线采用叠层切角圆极化微带结构,通过八边形边界布局和顺序旋转交叠组阵技术,实现了天线阵方向性图的对称性和圆极化辐射性能的最优化;馈电网络采用威尔金森功分器和最大平坦式阻抗变换器实现不等功分宽带阻抗匹配,通过改进馈电方向寻求对称结构,简化了馈电网络的设计。制作了天线阵实物并进行了测量。测试结果表明:天线在3.2~4.6 GHz频段内S₁₁<-10 dB,阻抗相对带宽36%;在3.8~4.5 GHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽17%;在4~4.4 GHz频段内天线增益均在15 dB以上,最高增益达17 dB。     

新型强耦合宽带双圆极化阵列天线

空间飞行器由于受到动力和负载的限制, 需要尽可能使搭载的天线轻质小型化.文中提出了一种新型强耦合双圆极化轻质天线.天线单元采用H型缝隙耦合和增加寄生贴片方法, 提高了天线带宽.同时, 通过在辐射贴片、寄生贴片上开圆形槽, 以及金属反射板栅格化的处理, 明显地减轻了天线的质量.采用这种新型天线单元, 设计了8单元的宽带双圆极化阵列天线.仿真结果表明:该阵列天线的中心频率为433 MHz, 左旋和右旋圆极化的相对轴比(Axial Ratio, AR)带宽(AR < 3 dB)分别达到了24.4%和23.2%, 有效实现了小型轻质化宽频带双圆极化阵列天线.     

一种应用于相控阵的圆极化宽带宽角天线

针对目前圆极化相控阵天线带宽不足、扫描角度不够大等问题,设计了一种圆极化正交四叶草天线,并 做试验研究了该天线在相控阵系统中的应用情况。该天线图案涂覆在印制板正、反两面,采用同轴电缆进行馈电,结构 简单易于实现,在阵列中通过单元间隔离柱实现了大角度扫描匹配以及宽带轴比特性。文中给出了该圆极化天线的仿 真设计结果、天线阵列样机实测结果及应用举例。根据仿真及实测结果的互相验证,可以看出该圆极化天线在空域内 扫描驻波良好,具有超过35%的阻抗带宽及轴比带宽,同时该天线结构简单、重量轻,适用于模块化相控阵雷达系统。     

Low-Cost Broadband Circularly Polarized Printed Antennas and Array

This paper presents the design, simulation, and measurements of two low-cost broadband circularly polarized (CP) printed antennas: an element and an array at 2 GHz. To realize the broadband circularly polarized antenna element, a circular microstrip patch is electromagnetically coupled by crossed slots cut in the ground plane, which is fed by an L-shaped microstrip feed. Two orthogonal modes in the patch are excited by using the crossed slots, and a single L-shaped feed provides a 90deg phase shift between two orthogonal slots. The antenna element achieves a 9.6% bandwidth for an axial ratio (AR) below 3 dB and a voltage standing wave ratio (VSWR) below 1.5. To further improve the performance, a sequentially rotated feed network is designed for a 2 times 2 array. The axial ratio value of the array is below 3 dB within a 27.2% bandwidth, from 1.75 GHz to 2.3 GHz. The return loss is above 10 dB within a 41% bandwidth, from 1.62 GHz to 2.45 GHz. Details of the proposed antenna element and the array design are described, and both the simulation and the experimental results are presented and discussed.     

Multi band multi polarized reconfigurable circularly polarized monopole antenna with simple biasing network

Design of a reconfigurable multiband multi polarized monopole antenna with simple bias circuit is presented. The proposed antenna consists of simple radiating truncated rectangular patch with a cross-shaped slit and a ground plane embedded with L-shaped slit. The antenna produces two separate impedance bandwidth with three senses of polarization namely right hand circular polarization, left hand circular polarization and linear polarization. PIN diode is used to reconfigure the L-shape slit in the ground plane. The antenna generates dual band behavior with multiple circularly and linearly polarized bands. With OFF state of the diode, the impedance bandwidth of the antenna is 10.22% and 83.43% from 3.99 GHz to 4.42 GHz and 5.84 GHz to 14.20 GHz, respectively, while 3-dB axial ratio bandwidths are 9.83% and 13.73% from 5.79 GHz to 6.39 GHz and 8.49 GHz to 9.74 GHz, respectively. In the ON state, antenna also shows the dual band behavior with an impedance bandwidth of 49.10% and 21.31% from 7.20 GHz to 11.04 GHz and 12.66 GHz to 15.37 GHz, respectively, while 3-dB axial ratio bandwidth of 6.49%, 8.45% and 2.0% from 7.90 GHz to 8.43 GHz, 10.08 GHz to 10.97 GHz and 12.87 GHz to 13.13 GHz, respectively.     

具有二次Koch分形边界的圆极化微带天线

设计了一种单馈点圆极化微带天线。微带贴片采用二次Koch分形边界的贴片结构,通过底馈方法激励起两个相互正交的简并模实现圆极化;采用CSTMicrowaveStudio@软件进行了仿真,其结果表明,在微带贴片的对角线上适当位置用探针馈电,可以实现圆极化辐射。对具有介质损耗的天线进行了仿真,结果与理想介质的差异较大。设计了一个右旋圆极化微带天线,并进行了测试。该天线工作于1．575GHz;VSWR小于2的阻抗带宽为51MHz;轴比为4dB;增益为3．8dB;贴片尺寸为42．4mm×42．4mm,可以用作GPS天线。