基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成,下层是传统的线极化缝隙微带天线,上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理,并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明:加载超表面后,不仅使天线辐射圆极化波,还扩展了天线的阻抗带宽,天线相对阻抗带宽达到17%,3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性,加工、测试了天线实物样品,并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好,说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低,非常有利于与载体共形的应用。     

超宽频带圆极化微带天线阵列的设计

提出了一种多层结构的宽带圆极化辐射单元,该单元采用上下2个贴片切角和空气层的层叠结构,实现了天线的宽带圆极化和宽带匹配特性.在此基础上,利用圆极化天线阵的宽带馈电技术,设计了一种超宽频带四元组合圆极化微带天线阵.经过仿真计算,天线工作于C波段时,阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了41%(VSWR<2)和34%,其带宽对一般的圆极化微带天线有大幅度的增加.该超宽频带的圆极化天线在通信、雷达等领域的应用前景相当广阔.     

基于十字形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线设计

为了改善微带天线的带宽性能,提出了一种采用十字形缝隙作为馈电方式,利用三个Wilkinson功分器组成馈电网络的宽带圆极化微带天线的设计方法。讨论了构建这种微带天线的基本技术,借助HFSS仿真软件进行设计和验证。依据设计结果委托专业研究所制作了实物天线,测试结果表明,该天线的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到40.38%和20.7%,中心频率为2.6 GHz,测量结果与仿真结果吻合良好,为低后瓣和宽带圆极化微带天线设计提供了一种新的工程设计方法。     

宽带圆极化微带天线的设计

在传统圆极化天线的基础上,设计了一种宽带四元组合圆极化微带天线,采用双层电磁耦合馈电结构,不仅拓宽了阻抗匹配带宽,而且有效改善了天线的圆极化轴比特性。经过计算和测试,天线工作于Ku波段时,阻抗带宽和3dB轴比带宽分别达到了26.4%(VSWR<2)和8.64%。这种结构的圆极化天线在卫星通信等领域应用前景广阔。     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

采用四层介质耦合馈电结构,设计了一种新型宽带圆极化微带天线.选择方形倒角贴片为辐射单元,采用开路微带线耦合馈电,附加一并联调谐枝节,不仅拓宽了阻抗匹配带宽,而且有效改善了天线的圆极化轴比特性.利用这样的圆极化单元,组成四元圆极化天线阵.经过计算和测试,天线工作于3.0GHz时,单元和天线阵的阻抗带宽分别达到了14.3%和31.3%(VSWR<2),3dB轴比带宽分别达到11.67%和29.87%.这种结构的圆极化天线阵在无线通信等领域应用前景广阔.     

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计*

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列.仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S11＜-10dB)和轴比带宽(AR＜3dB)分别达到了25.9％(32.2 ～41.8GHz)和20.1％(32.6～ 39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7％和14.7％,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低.     

超高频RFID系统的宽带圆极化微带天线优化设计

提出一种全球通用超高频RFID读写器终端圆极化天线的优化设计方法。在传统叠层微带天线宽带化的基础上,通过加载中心短路柱和改进T型双馈电功分移相网络扩展天线的轴比带宽,并利用匹配调谐片进一步展宽天线的阻抗带宽,给出天线的设计思路,并进行了电磁仿真优化。最后对天线进行加工试验,测试结果表明在840~960 MHz频带范围内,天线驻波比小于1.5,轴比小于3 dB,增益可达9 dB。所设计的天线已成功应用于超高频四通道读写器终端。     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

X波段通信系统需要宽带圆极化天线,目前这类的研究很热门.介绍一种新型宽带圆形圆极化微带天线.该天线是基于空腔理论模型的设计方法,采用独特的切角结构,并用同轴馈电的方法,频率范围为8.25～9.28 GHz.在此讨论其展宽带宽和实现圆极化的理论与方案,描述所设计天线的3D结构,给出了设计仿真结果,数据显示驻波比带宽展宽到12%,轴比带宽为3%,表明了该设计能提高圆形微带天线的性能.     

一种超宽带半球柱面螺旋天线的研究

研究了一种等弧距单臂半球柱面螺旋天线，其具有宽带、小尺寸、圆极化、低剖面等特点.该天线采用半球柱面螺旋天线结构，通过在馈电端引入等效L节匹配网络进行阻抗变换，扩展天线带宽，最终实现了天线的小型化、圆极化及超宽带.利用HFSS仿真软件对半球柱面螺旋天线结构参数进行优化，仿真及测试结果表明，该天线具有超过30%的阻抗带宽及超过20%的轴比带宽，最高增益能够达到9 dB，具有良好的辐射特性.     

圆极化微带贴片天线辐射和散射特性研究

提出了一种改进的宽带圆极化微带天线。该天线采用单端口、共面波导馈电。通过仿真优化,获得了32.7%的圆极化轴比带宽(AR<3dB),和47.6%的阻抗带宽(VSWR<2.0)。测量天线样机的阻抗带宽为44.4%,较好地吻合了仿真计算结果。最后,以设计天线为例,研究了圆极化微带贴片天线的辐射特性和散射特性,为圆极化天线雷达截面减缩技术打下了良好的理论和实验基础。     

用于整流天线的口径耦合圆极化微带天线的设计与实验

提出了一种用于整流天线的新型圆极化微带天线形式，此天线采用单端口径耦合馈电，易与整流电路集成和匹配。利用电磁场仿真软件分析了天线参数对天线性能的影响，设计并加工了一个圆极化天线单元。设计值和实验值较吻合，实验结果表明该天线在10．25GHz具有良好的圆极化特性：在最大方向上圆极化轴比为0．3dB，3dB圆极化带宽达到160MHz，驻波比小于2的带宽达到800MHz。     

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。     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。     

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.     

一种2.45GHz圆极化二元微带天线阵列

本文设计了一种2.45GHz二元圆极化微带天线阵列,天线单元采用开槽的圆形贴片形式.测试结果表明:在工作频段内,其仿真和测试结果吻合,回波损耗为-23.01dB,相对带宽为9.8%(VSWR 2),方向图良好,增益大于12dB.     

一种新型宽带圆极化介质谐振器天线设计与实现*

设计了一种宽带圆极化介质谐振器天线,为一种鼠笼形的宽带一分四90毅相移功分微带馈电网络,采用缝隙耦合对介质谐振器顺序旋转耦合馈电。天线结构紧凑、加工简单,仿真和实测结果吻合良好,其阻抗带宽和低于3dB的轴比带宽重叠部分在1.09 GHz-1.83GHz、为50.7%。增益大于3dB 及轴比小于3dB 的波束宽度均达到90°。天线工作频率覆盖四大导航系统,包括中国的北斗系统、美国的GPS 系统、欧洲的伽利略(GALTLEO)系统和俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS )系统的频段,天线可应用于全球卫星导航定位系统和无线宽带通信系统中。     

高温超导圆极化微带天线辐射性能的研究

本文设计并研制了2GHz敷铜板圆极化微带天线及4.5GHz高温超导(HTS)圆极化微带天线.2GHz敷铜板圆极化微带天线的半功率角为63°,最好轴比为1.2dB;4.5GHz的HTS圆极化微带天线相对于银天线有3dB的增益改善,其半功率角大于63°.     

一种新型C波段宽带圆极化贴片天线的设计

采用电磁仿真计算软件HFSS设计并仿真了一种工作于C波段宽带圆极化微带贴片天线。天线采用双馈点对圆形微带贴片进行馈电,实现圆极化;选用两层聚四氟乙烯玻璃纤维板作为介质,通过底层馈电网络由探针穿过中间地板层对上层圆形贴片进行馈电,在探针周围用环形槽将探针与地板进行隔离,并增加了天线的谐振点,从而进一步扩展了天线频带。结果表明天线的相对带宽约为30％,并且E面、H面3dB轴比角度均大于90°。     

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.