平面螺旋天线的设计与实现

平面阿基米德螺旋天线具有极宽的工作频带，然而其匹配平衡电路的宽频带实现则较难，尤其是在加反射腔以使其单向辐射时。在4-6GHz范围内仿真并实际制作出了用于某S波段雷达系统单向辐射的平面螺旋天线，给出了设计参数值、仿真结果及实测结果。     

平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计

研究了平面等角螺旋天线设计方法。该天线采用渐变线宽带巴伦馈电,实现了不平衡馈电到平衡馈电的转换, 使得在整个频段内的反射损耗小于-10dB。同时通过在天线一侧设置圆台背腔,实现了天线非频变的单向辐射特性,其 增益达7.5dBi。仿真及测试结果显示,该天线具有良好的驻波比及宽频带辐射特性,满足实际使用要求。     

小型化超宽带槽螺旋天线的设计

介绍了一种经过复杂变形的槽螺旋天线,该天线具有超宽的频带.与普通平面螺旋天线相比,该天线减小了天线尺寸,简化了天线结构.仿真和实测结果显示天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段0.75GHz～8GHz(10.7:1)上实测反射损耗小于-10dB,同时在频段0.95～8GHz上有较好的圆极化辐射特性.     

宽带平面螺旋天线的研究与设计

平面螺旋宽带天线具有频带较宽、体积较小、圆极化性能较好等特点,应用范围很广。但是这种天线增益较低,馈电匹配较难实现,尤其是前者,使得其性能大打折扣。通过研究影响平面螺旋宽带天线增益和馈电匹配的主要因素,设计了2~7GHz范围内的宽频带平面螺旋天线。理论分析和仿真实验结果表明,对改善平面螺旋宽带天线的性能有一定的工程参考价值。     

宽频带全向机载雷达天线的仿真设计

本文设计仿真了一种具有宽带特性的机载雷达天线,利用HFSS对平面天线和共形天线进行了仿真,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性,仿真结果表明共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽,在宽频带内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,适合用作机载天线的共形单元。     

加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线设计

针对乳腺癌检测、成像等医疗领域对天线高增益及宽频带的需求,研究设计了一款加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线。该天线采用双臂平面阿基米德螺旋天线作为辐射单元,在辐射臂外围间隔一定距离处加载金属圆环以改善驻波性能,并由指数渐变式微带巴伦作为馈电结构。天线顶部加载介质透镜,底部设置金属圆台形反射背板,实现了调整波束形状和提高天线增益的目的。加装圆柱形天线罩后天线高度约为87.53 mm,直径约为46.50 mm。仿真结果显示,天线在3－12 GHz 工作频带内回波损耗小于-10 dB,辐射方向图呈现良好的定向辐射特性,实测结果与仿真结果基本一致。     

基于微带天线原理面天线设计的分析与仿真

介绍了应用在航空、航天、卫星和导弹上的面天线结构设计,根据微带天线原理,通过S11参数讨论面天线结构对天线尺寸大小、工作频带和辐射增益的影响,为实际设计天线提供理论数据.特别地讨论了脊形接地板高度(脊高)和基片长度对天线性能的影响,并对影响规律进行仿真对比.最后通过HFSS软件对其远近场仿真,仿真结果验证了基于微带天线设计原理设计的平面天线具有结构设计灵活,宽频带,实用性强等优点.     

一种用于隧道覆盖的宽频带单极子天线

目前隧道或地铁工程中使用的泄漏电缆覆盖的成本较高,文中提出了一种新的设计方案--双向天线覆盖,并且根据单极子的宽频带特性,采用电磁仿真软件AnsoftHFSS建模仿真,设计并实现了一款在1.392～4.500GHz频带内具有良好阻抗特性的平面单极子天线,其相对带宽超过100%,水平面辐射方向图是沿着隧道双向分布的,而且实测结果与仿真数据相吻合.该天线结构简单,容易实现,采用壁挂形式,安装简单可靠,造价成本低.     

一种宽带螺旋天线的设计

提出了一种宽带螺旋平面天线。通过共平面波导绕成的天线,使得天线和馈入网络在同一平面上,能利用印刷电路板技术制作。仿真和实测结果显示天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段2.5GHz~9GHz上实测反射损耗小于-10dB。     

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.     

一种新颖的光子带隙平面螺旋天线

介绍了阿基米德螺旋天线的原理与设计方法,仿真了背腔式阿基米德螺旋天线,并与实际测试结果吻合;研究了一种新颖的光子带隙平面螺旋天线,这种天线用光子带隙代替金属反射腔作为反射面以得到单向波束,仿真与实验发现,光子带隙阿基米德螺旋天线的增益提高约有2dB,后瓣降低了10dB,在有效的工作带宽内天线的性能得到了改善.     

具有圆锥波束或全向方向图的与频率无关的新型圆极化天线

制造一个具有两个以上螺旋臂的天线,把这些臂对称地连接起来,使天线轴的辐射场得到抑制,这样就能由平衡等角螺旋天线得到圆锥波束。如果参数选得适当,锥束的角度是可以控制的,能使角度限制到逼近方位(θ=90°)平面的地方。具有四个对称间隔臂的天线,能在方位平面得到全向圆极化复盖在3分贝之内的辐射图。接到50欧姆同轴电缆上,在整个辐射图带宽内,天线的驻波比小于2—1。四臂式的仍保持基本圆锥对数螺旋天线的宽频带特点,其复盖范围是至今为止任何窄带天线所难以达到的。     

基于共面波导的全角度频率波束扫描天线

为满足平面集成系统、雷达等领域对宽角度频率波束扫描天线的需求,提出了一种低剖面、小型化、全角度频扫天线的设计方案.天线通过在共面波导上刻蚀周期性孔阵列,形成人工表面等离子体激元结构,利用其高次模辐射的特性产生频率扫描波束.通过在共面波导一侧金属地上刻蚀周期性的梳状结构,并由共面波导为其馈电,产生低频反向端射波.仿真结果表明,天线在9.1～53 GHz频带内平均增益为12.75 dBi,频率波束扫描范围为180°.由于矢量网络分析仪频率量程限制,实测结果在9.1～40 GHz与仿真结果具有较好的一致性.该天线具有加工易、剖面低、成本低、全角度扫描的特点,为平面集成系统、雷达等领域宽角度频扫天线提供了一种新的设计思路.     

一种新型宽波束圆极化天线的设计

本文提出了一种新型的螺旋结构的天线，将角锥螺旋与四臂螺旋的结构巧妙的结合起来，并采用了自相移结构及渐进式的平衡馈电，经有限元法对其辐射特性进行分析和实测，结果都说明该种天线在实现宽波束圆极化的同时展宽了频带，且结构简单。     

高阻电磁表面在单向辐射矩形环缝天线中的应用

基于平行板环境下高阻电磁表面(HIS)的等效媒质模型,设计制作了两种不同的单向辐射矩形环缝天线:一种是基于传统的金属反射面,另一种是基于所设计的HIS反射面.仿真和测试结果显示:金属反射面矩形环缝天线由于受到平行板模式的影响,其单向辐射性能较差;而HIS反射面矩形环缝天线则获得了较好的单向辐射性能,与金属反射面天线相比,不仅其工作频带内的前后抑制比和法向增益得到大幅提高,而且整个天线的厚度仅为金属反射面天线的31%.由此验证了HIS在实现单向辐射缝隙天线中的优越性及其广泛的应用前景.     

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.     

小型超宽带平面天线阵列设计与优化

提出了一种小型超宽带(UWB)平面天线阵列并进行了优化.首先设计了两个不同的UWB天线单元方案:印刷天线-Vivaldi天线、平板天线-平面螺旋天线,并通过对比选择螺旋天线单元作为组阵单元.对该天线阵列的回波损耗、3D辐射图、方向图进行了仿真计算和设计.结果该天线阵列在6 ～ 10GHz内具有较好的定向辐射特性,增益达到15dB.进一步优化单元空间分布结构,使天线在相应频段内具有更佳的方向性.通过调整各个馈源的相位差,在不失去增益的同时,可以控制波束的偏转.     

一种全向共形微带贴片天线阵的设计

设计制作了一款新结构的垂直极化全向微带天线。天线利用分布于立方体侧面上的四个对称性天线单元的单向辐射实现全向辐射,通过单元辐射结构上加载两臂,增加天线的谐振点,展宽设计天线的带宽,对该天线进行了仿真和测试。结果表明,仿真与测试结果基本吻合。设计的天线带宽覆盖了1.7~2.8 GHz,反射系数S11<–10 d B的相对带宽达到49%,在整个频带内实现了全向辐射。天线结构简单且紧凑,易于加工,可用于移动通信领域。     

基于谐振式反射器的脑活动探测天线设计

设计了一款用于脑活动探测的超宽带定向天线。该天线采用了平面菱形单极天线的宽频带特性,通过缺陷地结构实现小型化。为了增强天线的定向辐射能力,设计了一种花瓣形谐振式反射器,在较宽频带内产生同相反射,并可减少剖面高度至0.1λ0。该天线整体结构具有尺寸小、重量轻的特点。对天线结构进行仿真优化并加工实测,测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点,实测阻抗带宽为0.91~2.42 GHz(91%),且远场方向图表明了天线具有良好的定向性能,因而该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

UHF 频段多层介质非等螺距标签天线*

针对RFID 电子标签的小型化和空间可压缩的要求,提出了一种新的工作于UHF 频段RFID 的非等 螺距螺旋标签天线。首先应用经典等距螺旋天线理论,探讨了非等距螺旋天线的辐射特性;然后通过分析电磁波在 不同介质层界面对辐射特性的影响,提出了多介质层填充结构,以实现多层介质标签天线,提高天线辐射效能;最后 利用CST 软件对非等距螺旋天线进行优化仿真并与实物的测试结果进行对比,二者基本吻合。实测结果表明:该介 质结构下的非等距螺旋天线在871 ~928MHz 频带范围内回波损耗优于-10dB,最大增益为2. 8dBi,3dB 波瓣宽度约 为86毅,尺寸仅为64mm×Φ6mm。