一种小型宽带宽波束圆极化微带天线设计

介绍了一种小型宽带宽波束圆极化微带天线设计。该天线采用双层短路贴片,通过旋转结构设计结合多点馈电技术,实现了微带天线的宽带宽波束圆极化辐射。仿真与测试结果表明：VSWR〈2的阻抗带宽为15.9%（1.45～1.7 GHz）,半功率波束宽度和3 dB轴比波束宽度在8.6%（1.45～1.58 GHz）的频带内均大于100°,天线尺寸仅为0.43λ×0.43λ×0.035λ。     

一种新型圆极化微带贴片天线

本文在一般方形切角微带天线研究的基础上,提出了一种改进的辐射贴片的微带天线,采用在切角贴片的一侧加入一个调谐枝节的结构,以进一步改善阻抗特性,实现宽带辐射同时实现了圆极化.文中设计了一个工作于Ku波段的宽频带圆极化微带天线单元,仿真测试指标满足设计要求.     

宽角扫描的圆极化相控线阵

设计了一款宽波束的圆极化天线单元以及1×4的天线阵列，实现了一维的宽角圆极化扫描.天线单元由单层的辐射贴片和介质基片集成波导（substrate integrated waveguide，SIW）背腔构成，通过在辐射贴片上切角微扰和开U型槽实现右旋圆极化，并利用SIW背腔缝隙展宽波束.同时利用SIW背腔减小阵列单元间的互耦，实现宽角圆极化扫描.仿真与测试结果表明，天线阵列实现了扫描角为-53°~57°，3 dB波束宽度覆盖范围为-76°~79°，在主波束扫描覆盖范围内轴比（axial ratio，AR）均小于3 dB，且在扫描范围内增益变化平稳，可实现良好的宽角范围的圆极化扫描特性.     

LTCC宽频圆极化环形微带贴片天线研究

设计了一种低温共烧陶瓷( LTCC)宽频带圆极化环形微带贴片天线.该天线采用环形辐射贴片结构,在环形内部利用L型匹配支节连接以拓展带宽.通过使用威尔金森功分器加移相器对辐射贴片馈电,使耦合馈电端口的正交电场相位差90.来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅2.4 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过80 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到4.9 dB.实测结果与仿真结果相近.     

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。     

一种新型宽波束圆极化微带天线的设计

设计了一种新型宽波束圆极化微带天线,该天线采用四探针馈电,馈电网络由威尔金森功分器和传输线移相器组成,使四个馈电探针的相位依次相差π/2,实现了右旋圆极化辐射。通过Ansoft HFSS仿真结果表明：该微带天线结构简单、极化纯度高、全向性能好、轴比小于3dB的圆极化带宽达到27.7%,高于一般的微带圆极化天线（轴比小于3dB带宽约为15%）。天线可以很好地满足GPS通信的技术要求,也可用于无线局域网。     

一种双频双圆极化微带天线的设计

极化复用是提高通信容量和系统抗干扰能力的一种有效手段。天线同时辐射两个极化的电磁波才能够支持极化复用。文章提出了一种双频段微带天线,能够同时辐射两种圆极化波。天线利用单馈电法实现圆极化,利用双层贴片堆叠实现双频工作。文章最后利用三维电磁仿真软件,对微带天线进行了仿真验证,仿真结果表明该天线满足双频双圆极化性能。     

改进折叠导电墙结构的宽波束圆极化微带天线

利用折叠导电墙结构可以有效减小微带天线的尺寸,展宽辐射波束。对折叠导电墙结构进行改进,将导电墙分解为3部分,各个部分分别加工完成后,进行装配组合,并加载到微带天线。改进后的导电墙结构的加工费用远小于一体化折叠导电墙。在L1频段设计加载改进导电墙的右旋圆极化微带天线结构,Ansys HFSS软件仿真结果和实测数据表明,所设计的天线仍具有小尺寸和宽波束的优点。     

一种改进的圆极化三角形口径耦合贴片天线

提出并设计了一种改进的宽带圆极化三角形口径耦合微带贴片天线。该天线由L形微带线、三角形缝隙和三角形贴片组成。通过L形微带线形成圆极化,三角形缝隙和三角形贴片形成单向辐射,缝隙和贴片印刷在不同的介质基片上以提高天线增益并缩减口径尺寸,同时在三角形贴片上切去一个角改善天线的圆极化特性。用HFSS设计了一款L波段的口径耦合贴片天线。仿真结果表明,天线的阻抗带宽26.5%,圆极化带宽22.5%,平均增益7.7 d B。     

单馈点宽带圆极化微带天线设计

设计了一种单点馈电的宽带圆极化微带天线。针对微带天线带宽窄的问题,采用双层矩形贴片的层叠结构,通过辐射贴片之间的谐振耦合使天线的频带展宽,得到了良好的效果。在保证天线增益性能的基础上,增加了天线圆极化带宽。采用商用仿真软件HFSS对天线结构尺寸进行了优化设计,仿真结果显示,该天线工作于L波段时,VSWR<2的阻抗带宽达到10%,轴比特性良好,且在整个带宽范围内,天线增益和辐射方向图保持良好的一致性。     

具有谐波抑制功能的宽带圆极化宽缝天线

针对微波无线输能系统中接收天线质量轻、体积小、剖面低、易与微波电路集成的特点,设计了一款新型的具有谐波抑制功能的宽带圆极化宽缝接收天线。通过在长方形缝隙中添加末端具有圆形贴片的交叉结构实现圆极化性能,添加切角结构展宽圆极化带宽。在馈线上添加具有一定长度的开路支节,配合使用缺陷地结构共同实现谐波抑制功能。研究并测试了天线的反射系数、轴比、增益以及远场辐射方向图,仿真与实测基本吻合。仿真结果显示,该天线很好地抑制了基频5.8 GHz的二次谐波和三次谐波,在4.5~6.2 GHz的范围内S11<-10 dB,相对阻抗带宽31.8%;基频5.8 GHz处的轴比AR=1.3 dB,在频率范围4.2~6.15 GHz内轴比AR<3 dB,相对轴比带宽37.7%;基频5.8 GHz仿真增益6.7 dB。     

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。     

一种新型圆极化贴片天线的研究

研究了圆极化微带贴片天线,通过在普通圆形贴片上开槽,提出了一种结构新颖的圆极化微带贴片天线.仿真以及实测结果表明,该天线具有较宽的3dB波瓣宽度(±50°)和良好的圆极化轴比性能,并且新型微带贴片天线的尺寸要远小于普通的圆形或圆环形贴片天线的尺寸.     

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.     

Radiation characteristics of HE11-type wave fromdielectric rod antenna with periodic surface

The radiation characteristics of HE₁₁-type wave in periodic rod waveguides is studied theoretically and experimentally. Based on the analysis results, a periodic rod antenna is designed and fabricated. The radiation pattern of the fabricated antenna is in reasonable agreement with the calculated values excluding the angles near the antenna axis. It is shown that a linearly polarized conical beam or a circularly polarized conical beam is radiated from the antenna     

倾斜波束圆极化天线的CSRR-FS结构设计研究

为了拓展倾斜波束圆极化天线(Circularly Polarized Antenna with Tilted Beam,CPA-TB)的带宽,在分析了该天线结构及其特征的基础上,提出了一种花纹式螺旋臂(Flower-Spiral,FS)协同互补开口谐振环(complementary split ring resontor,CSRR)的CSRR-FS结构.该结构通过FS增加了天线表面电流路径,实现了天线驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)的拓展;利用CSRR改变了低频点反射板的电流分布,实现反射板小型化的同时,减小了天线的交叉极化分量,增强了天线的辐射性能,拓展了天线的轴比带宽.仿真和实测结果表明:与普通的平面反射板相比,在保证圆极化、波束倾角30°的条件下,基于CSRR-FS结构的CPA-TB相对带宽为24%(5.5-7GHz),天线工作带宽拓展了1.8倍.CSRR-FS结构的提出为CPA-TB带宽的拓展提供了新的途径.     

A technique for an array to generate circular polarization with linearly polarized elements

A method is presented for generating circularly polarized radiation from an array composed of linearly polarized elements having unique angular and phase arrangements. With this technique the complexity, weight, and RF loss of the array feed can be significantly reduced, especially in a large array. This uniquely formed array has the capability of generating excellent circular polarization (CP) over a relatively wide frequency bandwidth. In addition, the array is capable of scanning its main beam in the principal planes to relatively wide angles from its broadside direction without serious degradation to its CP quality. Another feature of this uniquely arranged array is a reduction in the occurrence of mutual coupling. The discussion in this paper places special emphasis on the microstrip type of radiator, although the technique presented can be adapted to most types of linearly polarized antenna elements.     

基于矩量法的螺旋天线设计

螺旋天线具有宽波束、圆极化等特性。以往的轴向螺旋天线多为端射式,辐射方向单一。为弥补这一不足,提出了一种新型的中馈轴向螺旋天线。基于RWG(Rao-Wihon-Glisson)边元的矩量法,采用MATLAB仿真计算出中馈螺旋天线的方向图、反射系数、增益等重要参数。又利用高频结构仿真软件(HFSS)对所设计的中馈螺旋天线进行了仿真。通过两种方法仿真得到的结果吻合较好,仿真结果的正确性得到了验证。实验结果表明:中馈轴向螺旋天线不仅具有以往轴向螺旋天线所具备的定向性好和高增益等优点,还具有两个反向且强度相同的辐射方向,同时天线增益可以达到8dB以上,半功率波束宽度可达33°。这种天线可以应用到多边通信及中继通信等领域。     

A mutual coupling study of linear and circular polarized microstrip antennas for diversity wireless systems

In this paper, an analysis of mutual coupling is presented to examine the benefits of orthogonal polarizations and patterns for adjacent microstrip antennas. The mutual coupling between two linear polarized antennas orientated in parallel polarizations (E and H plane) is reduced using low dielectric constant materials. The mutual coupling can be reduced an additional 20-35dB at the same inter-element spacing when adjacent elements are orientated in orthogonal polarizations, O plane. Similarly, the mutual coupling between two circular polarized antennas orientated in the parallel polarization is reduced using low dielectric constant materials. However, the reduction in mutual coupling between two circular polarized antenna elements orientated in the O plane is only an additional 1-6 dB. The mutual coupling between a linear polarized sum beam (1/2/spl lambda/) and difference beam (1/spl lambda/) antenna is reduced 20-35 dB below the case when using identical antennas only in the H- and O-planes. Compact two- and four-element multielement antennas with inter-element spacings less than 0.15/spl lambda/ are fabricated and the S parameters and radiation patterns are measured.