一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉极化方向图特性.仿真结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为25.0～33.4 GHz,且工作频带内增益平稳,方向图稳定,E面和H面辐射方向图具有低交叉极化特性.该天线的宽带和易集成特性使其在毫米波无线通信系统中具有很好的应用前景.     

非全向介质谐振天线的数值模拟

在PC机上对一个非全向介质辐射器（UDR）模型进行了FDTD模拟,求出了远场区辐射方向图,观察了脉冲波形的传播过程,讨论了前后功率流动情况,得出了的数值结果与实测有较好的吻合,证明了这是一种仅在正前方有极强辐射的波束高增益天线雏形,它的这种特性较适合应用于卫星通讯天线和移动通信的手机天线,它的方向图增益较单极子天线有极大的提高;此外,这种天线模型也可应用于车载天线、空间功率合成器。     

新型超宽带宽波束圆极化天线

简单介绍了平板圆片单极天线.提出了一种新型的组合单极天线形式,这种天线将四个圆片单极子垂直交叉放置,不仅依然能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且该天线具有较宽的波束和波束范围内有较好的圆极化性能等特点.对这种新型天线进行了分析,给出了天线的设计方法,研究了其超宽带性能,详尽讨论了天线的反射损耗、辐射方向图、轴比图,以及增益和群延时特性.分析结果验证了其在实现宽波束圆极化的同时具有良好的超宽带性能.这种新型小型化天线在无线通信、卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景.     

一种新型双频圆极化卫星导航天线的设计

提出了一种表面开槽并增加辐射边框的新型贴片天线. 采用HFSS软件仿真的结果显示,它的阻抗带宽和轴比带宽相比普通单贴片天线增大很多,而且具有良好的增益和双频带特性,其双频带可以覆盖GPS/GLONASS/GALILEO/北斗四大卫星系统的L1和L2频段. 因此,非常适合用于手持式精确导航终端,以取代两片结构的双频贴片天线.与其他双频圆极化贴片天线相比,此新型贴片天线具有频带宽、尺寸小且剖面低等突出优点,具有良好的应用前景.     

一种用于GPS的小型化全向圆极化天线设计

圆极化天线在卫星导航通信、雷达及信息对抗上有非常重要的作用.本文提出了一种工作在GPS L1频段(1. 575GHz)上的小型圆极化天线,它具有较低的剖面和较小的尺寸,结构紧凑、馈电简单,并呈现良好的全向圆极化特性.天线的辐射结构由一个4轴弧形贴片和直接馈电的金属柱组成,同时,贴片内环引入额外的弧形枝节,外环枝节的末端引入4个短路探针来实现天线的小型化.通过Ansoft HFSS 16. 1对该天线进行仿真验证,结果表明,该圆极化天线在1. 575GHz频段上具有良好的驻波特性,且工作频带内的轴比3 dB,最高增益达到0. 2 dBic.     

V形地平面反射结构新型印制偶极子天线

为了扩展天线的阻抗带宽和改善天线的方向性，提出一种采用了地平面反射结构的新型印制偶极子天线.分析微带巴伦和印制偶极子的工作原理，延伸并成形天线的地平面以得到反射结构.采用V形地平面反射天线向馈电结构的辐射，调整了天线的输入匹配状况和辐射方向图.使用专业射频（RF）和微波软件进行数值仿真，分析地平面延伸角度和延伸位置对天线输入反射损耗和辐射方向图的影响，得到优化的天线设计尺寸参数.结果表明，与没有地平面反射结构的天线相比，该印制偶极子天线增加了抗带宽，提高了前向辐射增益，抑制了后向辐射.     

一种工作于高次模的矩形微带天线设计

设计了一种工作于高次模的矩形微带天线。该天线采用同轴探针进行双馈电,以激励起TM02模和TM20模产生全向性锥形波瓣方向图。使用HFSS13仿真软件进行仿真,实测结果表明,在2 320~2 370 MHz带宽范围内,天线方向图具有全向性锥形波瓣,电压驻波比小于1.8,增益为4.5dBi,最大辐射方向不圆度为2.4dB。     

五频段整流天线的研究与设计

针对5G频段以及传统频段的微波能量收集,提出了一款五频段整流天线,其主要由微波能量接收天线和五频段整流电路组成。为了将空间中的5G频段中3.5GHz与4.9GHz的微波能量以及传统频段中的1.75GHz、2.3GHz、2.8GHz的微波能量转为直流功率进行输出,整流电路由两个并联二极管结构的整流电路并联而成,为了收集更多的微波功率,接收天线的辐射方向图在1.75GHz与2.3GHz实现全向性的线极化辐射,在2.8GHz,3.5GHz和4.9GHz实现圆极化辐射。五频带整流天线可在功率为-20～5dBm的环境中工作,且最大RF-DC转换效率可达到58%。因此该整流天线可为低功耗电子设备供电。     

AMC用于传输、辐射及散射问题的研究进展

介绍了人工磁导体用于波导传输、天线辐射和隐身材料的研究进展.通过金属导体和人工磁导体构造虚拟电/磁壁,设计了新型的平行板波导;利用人工磁导体作反射板,可实现低剖面天线系统的设计,并且通过改变极化依赖型人工地板上偶极子的取向,能够获得圆极化辐射特性;通过在人工磁导体上加载合适的电阻,可设计超薄的雷达吸波材料;利用人工磁导...     

在散射条件下对电磁极化技术的实验研究

由于在散射环境中存在比自由空间多2倍的极化独立空间信道,故在被给定的点下有6个可区别的电和磁的极化状态(而不是通常假设的两个),可获得额外信道容量．根据短波移动通信散射环境不断改变的特点,通过测试螺旋天线(终端加鞭天线)接收综合极化信道的话音质量与距离的关系,比较了同频率同距离(200km以内)条件下,螺旋天线、斜拉天线和双极天线的话音质量的差异,这3种不同极化天线的话音等级均在1以上,表明在载体上接收的电磁极化方向不再是单一的水平极化波或垂直极化波．提出了一种能够接收有6个可区别的极化状态的多极化天线系统模型,在散射条件下,能充分利用不同极化的独立空间信道收发同一信息,提高了短波移动通信的可靠性．     

新型加载印刷天线构成的宽带双极化馈源

提出了一种新型宽带折叠加载印刷偶极子天线,并在其基础上进行改进,研究用于前馈抛物反射面天线的双线极化或双圆极化馈源。利用基于有限元法的电磁仿真方法对该馈源进行了分析,并运用物理光学方法计算了用该馈源构成的反射面天线的特性。仿真及测试结果表明,该馈源频带宽（fmax/fmin=2）、重量轻、容易实现双线或双圆极化。具有馈源方向图边缘电平容易控制、相位中心恒定等优点。是一种简单实用的馈源。     

多模卫星定位导航系统的宽带天线

为解决单一系统覆盖空白和定位精度低的问题,提出一种多模卫星定位导航系统终端的宽频带圆极化微带天线.通过选用低介电常数泡沫材料组成叠层微带天线结构,采用宽带功分相移网络和倒L带条近耦合四臂平衡馈电,充分展宽了天线的阻抗带宽和圆极化带宽.功分相移网络采用带状线四周封闭结构,抑制了馈电网络寄生辐射对天线方向性的影响.给出了天线的设计思路,分析了结构参数对天线性能的影响.仿真结果表明:天线具有较好的特性,驻波比<1.5的阻抗带宽达48%,轴比<3 dB的圆极化带宽达67%.对天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,并且在工作频带内天线增益高于6 dB.设计的天线能满足接收多模导航卫星信号的要求,具有良好的应用前景.     

用于卫星导航终端的多频段层叠结构圆极化微带天线设计

针对多频段信号卫星接收天线,采用层叠微带和多级Wilkinson功分移相馈电网络结构,运用二点和四点馈电技术实现圆极化,设计了一种可用于3种卫星导航终端的新型多频段圆极化微带贴片天线。天线可工作于北斗一代的S频段,北斗二代的Bl和B2频段,Galileo的E5和E2-L1—E1频段以及GPS的u和L5频段。对天线模型及版图进行仿真的结果表明,该天线在各工作频段内反射损耗均小于-10dB,所有工作频段都具有良好的右旋圆极化性能和辐射特性。     

应用于卫星导航系统的微带天线设计

该文主要设计一款单馈电的小型圆极化微带天线。通过对天线圆形贴片对称开槽,以及对贴片的边进行切角处理和在中心处开孔等方式,天线获得良好的圆极化性能并实现小型化。该文利用电磁仿真软件HFSS对天线进行优化设计,并进行了相应的实物制作和测试。实验结果表明：该天线工作中心频率为2.49GHz,天线-20dB回波损耗带宽70MHz,圆极化3dB轴比带宽为30MHz,天线增益3.4dB,天线可应用于中国北斗卫星定位接收系统。     

一种同步卫星C波段微带天线的设计分析

针对同步卫星C波段的频带要求,设计了一种微带二元阵列天线。天线采用矩形辐射贴片,双点馈圆极化的两元等幅同相、相距为0.75倍波长的直线阵结构。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化,得到天线法相增益≥9.5dBic,扇面正前方波束宽度±16°增益≥6.5dBic,扇面仰角30°波束宽度±16°增益≥0dBic,且天线各个频点下的前后比≥10dB等天线性能参数所对应的结构参数。加工成实物并利用微波暗室进行测试,测试结果与Ansoft HFSS仿真结果基本相符。     

基于互补源的紧凑型圆极化倾斜波束天线

本文提出一种结构紧凑且固有倾斜辐射波束的圆极化天线.通过使用一对正交的互补源,将在俯仰面的倾角方向上产生圆极化波.为了验证方法的可行性,该天线主要由扇形的单极子、短路钉和L型的接地板组成.短路钉一端连接单极子天线,另一端连接接地板的水平部分,从而形成一个环路辐射单元.研究结果表明:该天线的最大辐射增益在θ=60°,φ=90°的方向上,具有6. 2%左右的3 dB轴比工作带宽.同时,相较于现有的倾斜波束圆极化天线,它的结构更加紧凑,适用于小型化的设计需求.     

两种新型球面螺旋天线的特性分析

将平面等角螺旋天线投影到半球面和部分球面上,得到半球面螺旋天线和部分球面螺旋天线两种新型球面螺旋天线．采用基于曲线基函数的矩量法对其辐射特性进行了分析,给出了天线的驻波、增益、极化及方向图等随频率变化的曲线．新型半球面螺旋天线具有较宽的圆极化带宽,部分球面螺旋天线增益曲线较为平坦,且易于加工,为不同要求下天线形式的选取提供了良好的依据．     

共形异向介质覆层在单极子天线上的应用

当点源置于竖直放置的圆柱形低折射率介质( n＜1) 中时,其射线在竖直面会产生会聚特性而在水平面仍保持全向特性．据此原理,提出由金属柱阵列构成的圆柱共形异向介质覆层,并应用于单极子天线．利用矩量法对覆层的传输特性进行分析,并对基于此种覆层结构的单极子天线进行了实验验证．测试结果表明,该覆层在对单极子E面方向图进行会聚的同时保持H面方向图的全向特性,可使单极子的增益由5.0dB提高到7.8dB．     

一种通用型UHF RFID读写器天线的设计

针对全球各国超高频(ultra high frequency,UHF)射频识别技术(radio frequency identification,RFID)系统许可频段不同问题以及圆极化特性天线需求,提出了一种覆盖全球UHF频段(840～960 MHz)的通用型RFID读写器天线.该天线以传统微带单极子天线为理论基础,采用一个V形边沿接地板和一个微带线偏心馈电的非对称多边形辐射贴片,实现了天线的圆极化和宽带化特性.天线尺寸大小为90 mm×100 mm×0.8 mm.使用HFSS软件对天线进行了建模、仿真和优化设计,并对天线实物进行了测试,测试结果跟仿真结果有着良好的一致性.最后得到的天线阻抗带宽为154 MHz,相对阻抗带宽为17.2％;轴比带宽为211 MHz,相对轴比带宽为22.8％;+Z方向上的最大增益为2.1 dBi;在+Z和-Z方向上分别辐射右旋圆极化波和左旋圆极化波.该天线具有宽带且小型化的良好特性,能满足全球通用型UHF RFID读写器天线的应用要求.     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。