超宽带双脊喇叭天线的仿真与设计

根据喇叭天线的工作原理设计了一种超宽带双脊喇叭天线,这种天线体积小、宽频带和高增益。仿真结果表明,在2～20 GHz的带宽内驻波比小于2.2,且具有一致的方向图。结合仿真分别研究了喇叭天线脊宽、口径大小、馈电处脊的距离、后部腔体对天线驻波比和增益的影响。     

紧缩场静区校准用超宽带天线性能的分析

紧缩场是天线天线罩辐射特性、目标散射特性测试的重要设备,在使用前需要对其静区平面波幅度锥削、幅度波 纹及相位变化等电磁性能参数进行校准。紧缩场的静区性能校准离不开全频段的探头接收天线,校准天线的性能会影响紧缩 场静区电磁参数的校准结果。文中阐述了校准紧缩场静区性能的扫描法原理,利用本单位研制的紧缩场校准系统,在某研究 所的紧缩场环境内,比较了标准增益喇叭天线与超宽带双脊喇叭天线分别作为接收探头的差异。实验证明,设计完成的超宽 带双脊喇叭天线具有驻波低、增益适中、更换方便、频带宽等优点,完全可以替代六个波段标准增益喇叭天线的功能。     

超宽带双脊喇叭天线的设计

该文基于喇叭天线的基本理论,研究了影响喇叭天线截止频率的因素,确定了双脊喇叭天线的基本尺寸,最后利用HFSS软件进行喇叭天线的建模仿真优化,确定了6～18 GHz超宽带双脊喇叭天线的最终尺寸.仿真数据和测试结果吻合的很好,在整个频率范围内增益大于G＞10 dB,驻波比小于VSWR＜1.6,它的主波束在整个频段几乎没有分裂,现已应用于电子对抗领域.     

一种新型微带馈电的圆锥喇叭天线设计

设计了一种微带馈电双极化喇叭天线。该喇叭天线的辐射层中心为一圆锥喇叭孔的金属波导材料,通过双层正交的三角形带状线馈电结构来实现双极化,最下层加入金属反射腔来抑制背向辐射,提高天线增益。利用HFSS电磁仿真软件对天线进行优化仿真,仿真结果表明,该喇叭天线在Ku波段上行(14.0～14.5 GHz)和下行(12.25～12.75 GHz)的反射系数VSWR均＜2,两个端口的增益均＞8 dB。该喇叭天线体积小,增益高,采用微带馈电的形式,适合作为Ku波段卫星地面通信系统的天线单元。     

一种新颖的超宽带楔形微带准喇叭天线设计

近年来,超宽带(UWB)无线通信技术的发展日益引起人们的关注和兴趣,超宽带天线设计是一个具有挑战性的课题.本文提出一种新颖的超宽带楔形微带准喇叭天线设计,通过合理设计辐射贴片和介质基板的尺寸及形状,有效地展宽了天线带宽.仿真结果显示其VSWR＜2的频带范围较大,而且随着频率的增加,天线的增益有增大的趋势.此外,这种天线成本较低廉,比较容易制作.     

内嵌异向介质平板透镜型喇叭天线特性研究

根据异向介质零折射特性,设计出一种平板结构的异向介质,由该异向介质构成了一种新型的透镜喇叭天线.利用CST Microwave Studio仿真软件优化设计出异向介质结构,并通过棱镜折射仿真实验验证了其零折射特性,然后将此结构嵌入到矩形喇叭天线口面上,对该天线的端口反射系数、辐射电场分布和增益等电磁特性进行了研究.研究结果表明:在16.10～17.20 GHz频段,异向介质透镜喇叭天线增益超过20 dB,比相同尺寸的未加异向介质常规喇叭天线提高2 dB以上,其口面利用系数可达0.60,定向性可与相同口径的最优喇叭相比,而纵向尺寸只有相同口径最优喇叭的56%,从而实现了喇叭天线小型化的目的.     

基于超材料的毫米波汽车雷达喇叭天线设计与优化

应用于汽车雷达上的喇叭天线或透镜天线,为了获得高增益和高方向性,其长度或口面一般较大。为了保持口面大小不变,并且能有效缩短喇叭天线长度来减小体积、节约成本,文中设计了超材料平面透镜喇叭天线。采用此超材料的天线增益相比同尺寸的普通喇叭天线增加了1. 5 dB。进而,通过对喇叭口面的相位分析,采用了一种改进结构,该改进结构的增益相比同尺寸的普通喇叭天线增加了2 3 dB,与同增益同口径面积的普通喇叭天线相比长度缩短了44% 。实测结果表明,该超材料喇叭天线能提高喇叭天线2.5 dB 左右的增益。     

具有高强度带外抑制特性的宽带双脊喇叭天线

提出了一种具有高强度带外抑制特性的宽带双脊喇叭天线。首先,采用两对喇叭外壁与双脊波导构成了开口波导结构,利用波导的高通特性实现高强度的带外抑制。然后,设计了一种非对称阶梯式双脊结构,基于脊结构降低喇叭主模截止频率的原理,获得较宽的工作带宽。 仿真结果表明,提出的双脊喇叭天线在 12~18 GHz 内具有良好的阻抗匹配性能和稳定的方向图性能,通带内插入损耗小于 0.5 dB。同时,通带与阻带之间的过渡带很窄,传输系数在 11 GHz 以下的频率范围内保持在-11 dB 以下。所有结果表明,提出的双脊喇叭天线能够在保持良好的阻抗性能和稳定的方向图性能的同时,实现高强度的带外抑制效果。     

0.8~2.5 GHz双极化四脊圆锥喇叭天线设计

设计了一种0.8~2.5 GHz双极化四脊圆锥喇叭天线。四脊喇叭天线的设计可以看成对称的两个双脊喇叭天线,利用HFSS电磁仿真软件对天线的参数及结构进行优化,计算了天线的驻波比、隔离度、增益和方向图等参数。结果表明,优化后的天线满足低驻波比,高隔离度,好方向图等特点,对工程设计具有一定的参考价值。     

用于无线电监测的超宽带喇叭天线的研制

研制了一款用于微波频段频谱监测以及测向的,可以覆盖900MHz～11GHz的高增益超宽带喇叭天线。此款天线采用在传统喇叭天线腔体中加入一对渐变的寄生脊的方法,优化馈电部分同轴到双脊波导的转换,实现了同轴到波导的宽带匹配。最终天线实现了数十倍频程内驻波比小于2,增益在8～13dB之间,并且具有稳定的辐射方向图。     

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。     

超薄高增益UHF 抗金属标签天线设计

设计了一款超薄的高增益UHF抗金属标签天线。标签天线以高介电常数的陶瓷为介质基板,由上层带有双T 型槽缝的金属贴片、介质基板和下层金属贴片组成,天线平面尺寸为80 mm×40 mm,厚度仅为0.8 mm。天线结构简单,不需要短路通孔、短路销钉或短路贴片将天线上层贴片与地板相连,通过改变天线上层贴片T 型槽缝的尺寸,可以对标签天线阻抗进行有效调节,并实现天线的低剖面。天线未加金属地板最大增益为3.4 dBi,加载金属地板最大增益为6.9 dBi,且加载金属地板前后天线的中心频率和阻抗带宽无明显变化。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测未加载金属地板状态下最大识别距离为4.5m,加载金属地板状态下实测最大识别距离为6.8 m。     

基于3D打印技术的梯形凹槽双脊喇叭天线

该文提出了一种带有梯形槽的双脊喇叭天线,天线在口径面和外侧壁引入梯形槽结构,抑制了喇叭外壁上的电流,从而达到降低喇叭天线旁瓣的目的。天线采用3D打印技术,有效地解决了传统方式加工难及一致性差的问题。仿真和实测表明,该天线设计可有效提高天线增益,在工作频带 5~10 GHz内天线增益大于 10．32 dBi,回波损耗小于-10dB;在9．6 GHz时峰值增益可达14．61 dBi。将天线喇叭壁设计成空心结构,天线质量减小了74%。测试结果与仿真结果基本一致。     

毫米波宽带高增益介质超透镜天线设计

基于相位补偿原理设计了一款全介质超透镜,同时使用喇叭天线作为馈源对透镜进行馈电.通过改变介质单元的高度和介质孔的深度实现了足够的相位补偿范围.该透镜共有506个单元,口径尺寸为44.6 mm×46.6 mm,该传输阵天线的焦径比为1.天线使用全介质结构,因此使用3D打印技术加工该全介质透镜,可以降低加工成本.仿真与实测...     

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%。     

基于等效磁表面的层叠型介质谐振器天线

提出了一种基于等效磁表面的层叠型介质天线,同时具有宽带和高增益等特点。设计采用两片高介电常数的薄介质片,构造出两个等效磁表面,结合金属地的等效电表面,可以在“电-磁"以及“磁-磁"的边界条件中获得两个独立的TE^y₁₁₁ 模式。通过合并这两个模式可以有效拓展天线的工作带宽,同时,等效磁表面的引入还可以提高天线的增益。天线的仿真和测试结果一致性良好,其|S11|<-10 dB 的相对带宽约为36%,最大增益在6.3 GHz 处达到8.4 dBi。另外,该天线的辐射单元均由低损耗的介质构成,辐射效率高,使其在未来无线通信系统中具备一定的应用前景。     

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。     

一种圆极化透镜天线

提出了一款宽频带高增益的圆极化毫米波天线.该天线由一个半球形的介质透镜圆顶以及一个圆柱形极化器结合而成,将传统的扩展半球介质透镜与介质极化器融合在一起,既能将线极化波转化成圆极化波（反之亦然）,又能有效提高天线的增益.该设计与传统的级联结构（透镜级联极化器）不同,它能够用一个器件同时实现两个器件的功能,并且能大大减小系统的体积,降低插入损耗,减少生产成本.此外,该天线采用3D打印技术来实现,加工精度高并且容易生产,适合于毫米波天线的应用.经过验证,该天线的阻抗带宽能达到38%,轴比带宽为36%,圆极化增益达到22 dBic.     

基于介质透镜的太赫兹引信天线技术

介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用,分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点,采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线,可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线,对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算,仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。