2.4 GHz宽带圆极化微带天线的研究与实现

针对当前已有圆极化微带天线有效带宽窄、尺寸大等缺陷的现状，设计了一种应用于2.4 GHz无线传感网络的宽带圆极化微带天线.采用Ansoft HFSS建立了天线的模型，并对其主要结构参数进行了仿真分析，最终推导出了天线的最优结构参数.最优结构参数下的仿真结果显示，天线的-10 dB阻抗带宽达到了63.5%，3 dB轴比（axial ratio，AR）带宽达到了17.5%.同时，采用矢量网络分析仪对天线实物进行了回波损耗测试，测试结果与仿真结果吻合.最后，将设计的天线加载到CY2420通信节点上进行通信性能的测试，测试结果表明:加载了该宽带圆极化微带天线的节点在150 m处的平均丢包率为0.36%，且天线任意方向下的丢包率基本相同.从测试结果可以看出该天线具有良好的圆极化特性和实用特性.     

低剖面双频双圆极化平板缝隙天线的设计

提出一种新型双频(Ku/Ka)双圆极化平板缝隙天线.三层平行平板构成双层的径向波导,缝隙对螺旋排布于最上层平板,低频与高频缝隙对分别逆时针和顺时针排布,对应实现右旋圆和左旋圆极化辐射.低频与高频段分别采用单根探针与多根探针的馈电形式.在组成高频径向波导的平板外围加上一圈金属通孔使低频馈电端口易于阻抗匹配.仿真结果表明:该新型双频天线在Ku和Ka频段最高的辐射效率达到60.5％和55.7％,-1 dB增益带宽分别为8.3％和6.2％,具有较宽的轴比带宽以及较高的端口隔离度,该天线具有很好的工程应用价值.     

宽带宽波束圆极化微带八木天线

提出了一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线.通过移除部分接地板结构,有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度.等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带.数值仿真与实验结果表明:该天线同时满足驻波比R vsw≤1.5及端射方向轴比RA≤3 dB的相对带宽为11％.天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性,方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°,同时具有较高的辐射前后比.良好的工作特性表明此天线可作为机载或弹载通信的备选天线.     

一种具有宽角轴比特性的圆极化天线

分析了微带圆极化天线的工作原理,提出了一种双层电磁耦合型馈电结构以取代传统的馈电结构.通过优化L型微带馈电形状、馈线与辐射单元间的间距以及馈线阻抗匹配等措施,实现了一种具有宽角轴比特性的微带圆极化天线,并对其样机的增益、轴比和电压驻波比进行了测试,测试结果表明天线性能达到了预期研究目标.     

一种新型的X波段圆极化微带天线

该文采用双层方形贴片开对角槽的结构设计了一种新型的应用于X波段的圆极化微带贴片天线。通过仿真优化,天线轴比<3dB的带宽480 MHz,增益达到6.29dB,反射系数s11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.6%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。     

基于共形馈电网络的新型双频四臂螺旋天线

针对卫星地面手持终端系统对天线高效率宽波瓣的应用要求,文章提出一种新型双频印刷一体化四臂螺旋天线结构,通过两种方式提高其双频辐射效率:第一,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间耦合,同时覆盖两个不同的频点;第二,馈电网络和辐射振子进行一体化设计,提高其馈电效率。测试结果表明:在两个间距很近的频点(1.1倍频程)能够分别实现4.3dBi(低频)和4.2dBi(高频)的右旋圆极化增益,且4dBi以上右旋圆极化增益相对频带宽度分别为6%(低频)和5%(高频),圆极化3dB波瓣宽度均达到130°以上。该天线的双频点、宽波束、高效率性能适合于卫星通信手持终端系统应用。     

一种平面等角螺旋天线的设计与应用

设计了一种用于步进频率探地雷达的平面等角螺旋天线,解决了探地雷达天线的超宽频带和小型化问题;圆极化波经过目标反射后,旋向相反,因此,发射和接收天线分别采用左旋圆极化和右旋圆极化方式,这种方式同时也提高收发天线的隔离度.经过天线仿真设计后,试制了左旋和右旋极化的收发天线,并通过参数测量和探测试验验证了其应用有效性.     

基于复合左右手传输线的圆极化天线

根据复合左右手传输线(CRLH-TL)基本原理,设计了一种带有CRLH-TL结构的圆极化天线。通过双螺旋槽结构和底部的矩形金属条来引入左手模式,利用割除正面辐射贴片上的两个矩形的方法,产生圆极化辐射。设计并制作的微带天线整体尺寸为50 mm×40 mm×16 mm,天线的实测阻抗带宽(<-10 dB)为32.4%(2.38～3.30 GHz),实测轴比带宽(<3 dB)为6.90%(2.66～2.85 GHz),并在该工作频段下实现了相对磁导率和相对介电常数双负的左手模式特性。