A Compact Zeroth‐Order Resonant Antenna on Vialess CPW Single Layer

In this letter, a novel zeroth‐order resonant (ZOR) antenna on vialess co‐planar waveguide (CPW) is proposed. It is based on a composite right/left‐handed CPW transmission line. To achieve a compact size, this antenna utilizes the ZOR condition, and its reactive parameters determine the resonant frequency. Each unit cell is composed of a metallic top patch and meander lines. Since it is realized on the CPW single layer, the proposed antenna has the benefits of being a compact size and easy to fabricate. The bandwidth of 6.8% and efficiency of 62% are experimentally achieved. Its bandwidth is enhanced compared with other ZOR antennas.     

基于超材料结构的定频波束可调天线设计

提出了一种新颖的波束可调天线。该天线辐射单元采用加载电容的超材料结构,相较于传统波导裂缝阵列天线的辐射缝隙,超材料辐射单元的尺寸缩小了76%;天线采用蚀刻有超材料结构的Rogers RT5880印刷电路板(PCB)作为天线辐射面,通过调整加载在超材料单元上的电容来调整波束指向。天线的测试结果与电磁仿真软件仿真结果接近。测试和仿真结果表明,天线工作在频率15 GHz,最大增益为11 dBi,辐射效率为80.8%,波束可调天线实现了-28°,-20°,-12°,-6°,6°, 13°和24°七种不同波束指向。     

基于单负传输线的宽带偶极子天线设计

提出了一种基于单负传输线的宽带偶极子天线。通过在偶极子天线的两臂上加载单负传输线结构单元,改变了传统偶极子天线上的电流分布,通过选取合适的电容、电感值,使天线的零阶、一阶谐振点相互靠近,从而实现宽带特性。仿真结果表明,天线的-10dB带宽达到了1.7GHz(2.3~4.0GHz),相对带宽达到了54%,较传统偶极子天线带宽明显展宽,实际测量结果与仿真结果吻合。天线在整个工作频带范围内,方向图保持了良好的一致性,天线的增益为2~3dBic,与传统偶极子天线相比有明显提高。     

基于复合左右手传输线的新型蘑菇形天线*

针对传统蘑菇阵列由于馈电点偏离中心导致的交叉极化增大等问题,本文提出了一种新型蘑菇形结构,并对其辐射特性进行了研究。设计并制作了一款基于该新型蘑菇形结构的2×2 小型化全向天线,所设计的天线工作于2.27GHz,相对带宽1.15%,交叉极化抑制度达到35dB,天线单元结构的尺寸为0.15λ0×0.15λ0×0.01λ0 ,阵列结构尺寸为0.3λ0×0.3λ0×0.01λ0,具有方位面内的全向辐射方向图且方位面的不圆度小于0.15dB。     

一种基于零阶谐振的双频电小天线设计

提出利用复合左右手传输线结构的零阶谐振设计一款具有双频特性的电小天线。该电小天线主要由介质基板、地面、加载了交指电容的贴片、弯曲线电感与圆角矩形虚拟地组成,具有电小尺寸特性(电尺寸为0.75)。该天线有两个工作频段,频段1的中心频率为1.22 GHz,频段2的中心频率为2.78 GHz,对应的相对带宽分别为3.28%和27.34%,同时覆盖了GPS L2(1220 MHz)与WiMAX(2500~2700 MHz)两个通信频段。天线在两个工作频段内均具有良好的辐射特性,频段1和频段2的平均峰值增益分别为1.0 dBi和1.72 dBi,平均辐射效率分别为53.12%和74.07%。最终对所设计的天线进行实物加工和测试,测试结果与仿真结果吻合良好。     

频率可重构超宽带天线研究

超宽带天线和可重构天线是当今天线领域研究的热点。将可重构天线技术应用到超宽带天线设计中,讨论了频率可重构超宽带天线的设计思路。以印刷单极子椭圆天线为原型,给出了两个可重构天线的具体结构,并对天线进行了可重构带阻设计,避免与相关频段之间的干扰。仿真结果表明:重构后天线Ⅱ的低频获得了扩展,其相对尺寸的长和宽分别减小到最大工作波长的0.116倍和0.087倍,工作频段为0.174~10.9GHz,可重构阻带为5.1~5.95GHz,带宽比可高达62:1.     

Reconfigurable Ground‐Slotted Patch Antenna Using PIN Diode Switching

This letter presents a reconfigurable ground‐slotted patch antenna using a PIN diode connection in slots to achieve dual‐frequency operation. Slots in the ground plane increase the electrical length and thereby reduce antenna size by 53%. By controlling PIN diode conduction, we achieved band hopping while still satisfying the bandwidth requirements for K‐PCS and WiBro bands.     

基于超材料的低频高增益阵列天线研究

基于超材料表面设计了一种工作在P 波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi 形式,可工作在200 MHz ～2 GHz。天线排布为一维E 面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS 对天线进行仿真。仿真表明:通过加载超材料层的方法,可以在不增加天线物理面积的情况下,使其在200 MHz ～600 MHz 的增益得到提升,最大可达2. 7 dB,且有源驻波变化不大,在工作频段内仍小于2。该技术为低频天线阵列的增益提升提供了一种全新的思路。     

基于超材料的多频微带天线的设计

天线在通信系统中起着关键作用,但单一频段的天线已经无法满足如今的需求,因此多频天线的研究非常必要。文章提出了一种基于共面波导馈电的多频微带天线。该微带天线将刻蚀在基板导电表面的环形缝隙作为初始结构,之后在基板的不同位置加载电偶极子、超材料互补开口谐振环（CSRR）、交指电容加载环型谐振器（IDCLLR）及U形槽,从而实现微带天线的多频谐振。研究结果表明,天线能够同时在无线局域网（WLAN）波段（2.42~2.51 GHz）、全球微波互联网（WIMAX）波段（3.63~3.74、5.45~5.66 GHz）、卫星通信业务上行频（3.94~4.08 GHz）、国际移动通信系统（IMT-2020（5G））通信波段（4.84~4.98 GHz）、卫星通信业务下行频（5.88~6.24 GHz）和X波段（7.19~7.85 GHz）7个频段内谐振。使用网络分析仪对天线实物的回波损耗进行测试,测试结果与仿真结果基本吻合,具有良好的工程意义。     

一种X 和Ka 波段频率可重构Koch分形振子天线研究*

将射频开关和Koch分形振子相结合,设计了一款结构紧凑的可工作于X和Ka两个波段的频率可重构天线,所设计的天线长度约为相同谐振频率普通振子天线的80％.天线工作于Ka频段时,由于天线中被射频开关断开的其它部分对其辐射性能的影响严重,会使Ka频段的方向图发生严重变形,因此我们又对天线进行了改进优化.改进后的天线由Koch分形振子和其前端另外延伸增加的一普通振子构成,改进天线在X频段和Ka频段的性能分别由Koch分形振子和普通振子所决定.仿真和实测结果表明:改进优化后的天线在X和Ka两个频段都具有良好的性能.     

基于石墨烯的波束可重构太赫兹天线

设计了一种工作在太赫兹(THz)频率下的微带八木(QYU)天线.该天线由金属微带传输线、金属反射器、金属半圆形辐射贴片和三组单分子层-石墨烯-贴片导向器组成.由于石墨烯的电导率可电调谐特性,可以通过调整施加在石墨烯导向器上的偏置电压来动态调控天线的辐射方向.通过对天线的基本性能和可调特性系统地模拟和优化,数值结果表明,通过改变加在石墨烯导向器的偏压,天线的主辐射波瓣角φ(方位角)可以在30°-150°的范围内进行扫描,并且具有非常快的调制速度和非常低的回波损耗.该天线非常适合于相控阵雷达等THz波束可重构应用。     

一种使用高次模式阻抗匹配的三频频率可重构天线设计

传统的频率可重构天线多采用电控可变元件构造馈电网络,导致设计和加工复杂。 此外,电子元件的使用降低了辐射效率,使得性能不稳定。 本文提出了一种采用高次模式进行阻抗匹配的机械调谐频率可重构天线。 为使用固定的馈电网络进行阻抗匹配,并且不添加任何电控可变元件,该天线在两个低频频段工作于三次模以增加输入阻抗。 这一设计增加了性能的稳定性,提高了辐射效率,减少了天线设计和加工的复杂度,降低了成本。 天线在 2. 6 GHz、3. 5 GHz 和 4. 9 GHz 三个 5G 应用波段取得了良好的谐振,辐射效率基本达到 90%。     

Researches on Reconfigurable Antenna in CEMLAB at UESTC

This paper summarizes the achievement and progress in the research on reconfigurable antenna since 2001, in Computational Electromagnetics Laboratory （CEMLAB） at University of Electronic Science and Technology of China （UESTC）. Several typical reconfigurable antennas are introduced, which can realize frequency, pattern or frequency-pattern reconfigurability by electrically controlling methods. Some techniques involved in the design and analysis of reconfigurable antennas are reported. At last, the development trend of reconfigurable antenna is predicted in the conclusions.     

数值研究一种基于腔共振和电共振的近红外双频段超材料吸收器

设计, 数值模拟和讨论了一种具有两个宽带和扁平的吸收带的超材料吸收器, 其中一个是腔共振吸收带, 另一个是电共振吸收带.电共振的吸收带由于空腔尺寸(d)或者介质层厚度(H)的增加而蓝移, 而腔共振吸收带则表现出红移的现象.同时, 电共振和腔共振吸收带可以通过优化吸收器的结构设计耦合为一个吸收带.最后, 数值模拟研究了入射角度的改变对电共振和腔共振吸收带的影响.利用不同波段的共振模式形成不同吸收带的方式提供了将双吸收带调制为单吸收带的可能性.     

基于非均匀特异媒质的赋形天线设计

在PCB板表面蚀刻不同尺寸的微带单元结构,构建非均匀特异媒质层,并将其放置在天线辐射单元前方,利用非均匀特异媒质层对电磁波不同的反射系数,实现对天线辐射波束的赋形。设计了由不同尺寸正方形贴片组成的非均匀特异媒质层,并放置于工作频率为5.8 GHz的矩形贴片天线前方。仿真和测试表明:该非均匀特异媒质层能够在基本保持贴片天线工作频点和回波损耗曲线不变条件下,通过调整与贴片天线距离,实现辐射波束由笔形波束向宽角波束和马鞍形波束的赋形转换。为赋形天线设计提供了一种有效的新方法。