改进型超宽带Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于宽带信号收发系统的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用电磁仿真软件HFSS对这两种Vivaldi天线的性能进行优化分析.通过对不同结构Vivaldi天线的对比分析结果可以看出改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到宽带传输系统的设计要求.     

一种小型化的对跖Vivaldi天线设计

基于对宽带宽覆盖角天线的需求,设计了一种工作于9～11 GHz的小型化对跖Vivaldi天线.在天线开口末端加入矩形引向器,以获得良好宽带匹配效果.利用HFSS软件进行结构优化,得到天线的具体参数,由此加工和测试带引向器的对跖Vivaldi天线.通过仿真和实测得到,在9～12 GHz频带内回波损耗小于-15 dB,在-...     

关于Vivaldi超宽天线设计方案的研究

文章对微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线进行了设计,并对设计的Vivaldi天线进行了计算辅助优化设计,同时制作了试验样机.仿真测试结果表明,该天线在规定的3.1GHz-10.6GHz频段内可以得到良好的传输性能和辐射性能,与理论设计吻合,达到宽频带特性的设计要求,为Vivaldi宽带天线的设计提供了新的思路.     

超宽带电阻加载Vivaldi天线的仿真与设计

根据应用于隐藏目标探测的冲击脉冲雷达系统对天线的特殊要求,设计并优化出满足要求的收发天线;在分析Vivaldi宽带天线设计方法的基础上,结合冲击脉冲雷达的特点设计了Vivaldi天线,分析了其时域性能及频域性能,并基于遗传算法,研究了一种加载Vivaldi天线形式,有效地抑制了脉冲信号的拖尾,有利于提高目标检测能力。     

加载对拓结构介质的高增益Vivaldi天线

Vivaldi天线属于渐变缝隙天线的一种, 被广泛应用于平面超宽带天线设计中.Vivaldi天线在理论上可以展宽带宽到无限大, 但受限于加工工艺和尺寸, 其增益提高效果并不明显.文中立足于经典Vivaldi天线, 在天线辐射前端加载对拓结构的介质, 仿真结果表明相对带宽扩展了79.1%, 在5.5 GHz与12 GHz处提高增益达3 dBi.过孔矫正技术可以使天线辐射的相位分布更加均匀, 提高幅度分布的口径效率.在对拓结构基础上, 天线辐射端加载相位矫正的过孔阵列结构, 仿真结果表明加载该技术后, 天线提高增益2 dBi以上.包含以上两种技术的天线结构具有高增益、便于设计、小型化的特点, 这为端射天线提高增益和增强定向性提供了新的思路.     

一种毫米波宽角扫描Vivaldi 天线设计

设计了一种工作于毫米波段的金属Vivaldi 天线,天线宽带扫描性能优异。天线结构利用Vivaldi 作为辐射单元,将其集成到带状线耦合的馈电基板上,馈电网络与辐射天线结构相对独立,便于加工。通过仿真得到:在27. 2 GHz ~46. 0 GHz 范围内VSWR<2;在27. 5 GHz ~42. 2 GHz 频段内,天线驻波比在E 面和H 面45毅扫描范围内满足小于2 的匹配特性。文中利用设置周期性边界条件的方法优化天线尺寸并仿真分析天线参数对扫描带宽的影响。通过驻波比、交叉极化、天线增益的仿真分析天线性能。     

差分电路的二元子阵对称式Vivaldi天线阵列设计

<正>在传统Vivaldi天线的基础上,设计一种基于差分电路的二元子阵对称式新型天线。天线由两个对称的传统Vivaldi天线组成,但其相位设计上相差180°,使其辐射能同相叠加。该天线兼备超宽带与高增益,优化了传统Vivaldi天线在交叉极化上的性能,其对称结构也有助于降低天线的交叉极化。文献最后设计优化了一个1×12的宽带高增益线性阵列,在增益高达18.7d Bi的情况下,其带宽达31.6%,且方向图的交叉极化在-50d B以下。     

基于Vivaldi阵元的超宽带相控阵天线研究

研究了适合于二维相扫的宽角宽带Vivaldi天线单元,并对其组成的天线阵列进行研究,分析其宽带情况下的阵中单元特性及扫描特性,运用小阵实验进行了验证。     

用于超宽带介电常数测量的Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于混合材料介电常数测量的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用三维电磁仿真软件HFSS对这几种Vivaldi天线的性能进行优化分析。通过对不同结构Vivaldi天线的对比,分析结果可以看出这两种改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到超宽带介电常数测量系统的设计要求,可应用于测量混合材料的介电常数。     

一种高增益宽带窄边频率扫描天线设计

通过引入复合左右手结构,设计实现了一种高增益宽带窄边频率扫描天线。通过引入宽带Vivaldi天线作为天线阵元,实现了天线的宽带化,并使用复合左右手结构传输线对单元进行馈电,提高了扫描范围。分析了不同单元数量对天线扫描性能的影响,并对天线在不同单元数量下的电场分布进行了分析,确定了合理的单元数量。该天线阻抗匹配带宽为12～17.53 GHz,波束扫描角度为42°,最高增益为16.54 dBi。对天线实物进行了制作,在微波暗室中进行了测试,实测结果与仿真结果吻合度较好。由于该天线具有低剖面、高增益、带宽宽、结构简单等特点,在舰载和机载设备中有一定应用前景。     

一种新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线单元及阵列设计

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了一种新型的耳形对踵Vivaldi天线及其和差波束阵列.通过对天线的电性能进行优化分析,采用耳形边缘结构,降低辐射末端电流的不连续性,分析和测试结果表明新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线相对于传统的vivaldi天线的阻抗匹配特性更优,且在2GHz～ 18GHz频带范围之内方向图特性良好,是一种较为理想的相控阵天线单元.分析和测试结果也显示对踵Vivaldi天线组阵形成和差波束阵列在2GHz ～ 18GHz的方向图特性能应用于简易的和差测向系统中.     

双频双极化端射天线

本文提出了一种结构紧凑的毫米波双频双极化端射天线。传统的双极化天线实现方式主要是：磁电偶极子、贴片天线和正交模式耦合器来实现,这些实现方式存在结构尺寸较大、不易集成,带宽和平面化难以兼顾的缺点。本文提出的双频双极化端射天线利用堆叠结构,实现了水平极化和垂直极化的极化分离,同时采用Vivaldi天线结构,实现了宽带特性。与传统正交放置的Vivaldi双极化天线相比较,本设计具有减少天线尺寸,易实现平面集成,结构简单等优点。仿真结果表明该天线垂直极化部分,在E波段60-90GHz频带范围内,S11均在-10dB以下,交叉极化在-20dB以下;水平极化部分,在Ka波段26-32GHz频带范围内,S11均在-10dB以下,交叉极化在-20dB以下。     

超宽带全金属Vivaldi 天线的设计

设计了一种全金属的Vivaldi 天线,当频率为3 ~17 GHz 时,其VSWR<2,在宽边扫描情况下,VSWR 小于2. 0 的带宽能达到11 GHz。它不仅具有频带宽、方向性好等特点;同时,它还能解决传统Vivaldi 天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题,能更好地应用于高功率雷达等领域。文中利用高频结构仿真软件HFSS 对设计天线的几何尺寸进行了优化,并进行了仿真与分析,通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性。     

环境电磁能量收集Vivaldi多频整流天线

提出了一种收集环境电磁能量的Vivaldi多频整流天线。接收天线为新型高增益对趾Vivaldi宽带天线,通过在两个金属臂外侧刻蚀两列不等长的锥形槽来延长其表面电流路径,从而改善低频辐射模式,天线在2～4.5 GHz低频带内增益提高了1～4.2 dBi。天线在1.16～6 GHz宽带内S₁₁参数小于-10 dB,在该频段内设计三频整流电路,其Π型和T型两级阻抗匹配网络用于接收天线和整流二极管输入阻抗的匹配。将接收天线和整流电路集成,实验结果表明：当接收功率为2 dBm时,整流天线在2.06,3.43,5.25 GHz三频点处的最大转换效率分别为44.2%,42.8%,39.7%。该多频整流天线可用于物联网中的低功耗电子设备供电。     

一种双频段圆极化阵列天线

文章将宽带单极化Vivaldi天线正交排列,通过圆极化电桥馈电,构建双频段圆极化阵列天线的基本辐射单元。利用遗传算法优化圆极化基本辐射单元的曲线特性、开槽宽度等影响电性能的主要结构参数,使其阻抗带宽及轴比带宽满足双频段工作的特性。根据相控阵天线理论,将基本辐射单元按矩形栅格排布得到圆极化阵列天线。仿真结果显示该圆极化天线在双频段内满足轴比及波束覆盖要求。该圆极化阵列天线对双频段圆极化阵天线的设计具有很好的指导意义。     

加载渐变周期结构的Vivaldi 天线

为提高原始Vivaldi 天线在工作带宽内的增益,设计了一种加载渐变周期结构的Vivaldi 天线。渐变周期结构是等距周期排列的金属贴片,电磁能量通过激励振子向引向振子方向传输,从而提高天线增益。仿真结果表明,加载周期结构的Vivaldi 天线在6 ~16 GHz 频段范围内增益提高2. 1 dB。Vivaldi 天线通过采用对称周期结构进行再优化,天线在12 ~14 GHz 频段范围内,S11 参数最大陷波深度提高8. 7 dB,增益提高1. 6 dB。最后对天线进行实物加工并测试,结果验证了设计的有效性。     

UHF波段开槽天线宽带阻抗特性分析

该文采用时域有限差分法 (FDTD)对开槽天线在 UHF频段的宽带阻抗特性进行了分析计算。文中给出了计算所得到的一个Vivaldi天线的宽带驻波参数。通过与实验结果相比较可以看出,两者比较吻合,从而证明该文采用的分析模型和处理方法是可行有效的。根据得到的结果,开槽天线的驻波比至少在2个倍频程范围内变化不大,符合宽带工作的要求。     

新型异面结构高功率Vivaldi天线

Vivaldi天线属于非频变天线,充分利用该天线超宽的工作频带、辐射定向性良好、输入阻抗稳定、效率高、结构简单、造价低廉、平面易集成的特点进行新结构高功率天线的设计.高功率器件必须解决的难点是部件之间的放电问题.将Vivaldi天线的两个辐射面分置于介质衬底的两侧,得到一种具有耐高压特性好、相对对带宽达196%的新型异面结构高功率天线.为解决异面结构的馈电问题,将天线交错设计,采用平行板波导过波结构馈电,得到了相对带宽达180%的带宽.     

宽带极化与方向图可重构天线研究

随着无线通信系统的快速发展, 宽带可重构天线将在未来发挥巨大作用.文中综述了四种宽带极化与方向图可重构天线, 它们都具有提高通信系统容量, 消除极化失配, 扩大辐射范围等特点.首先介绍了一种宽带的多线极化可重构天线.此款天线基于L型探针馈电的贴片天线, 实现了0°, 45°, 90°以及—45°极化的选择, 具有宽带、低剖面、高增益的特点.其次, 同样基于L型探针馈电的贴片天线, 通过引入一个输出相位可重构的功分馈电网络, 实现了宽带的圆极化可重构天线, 其同样具有宽带、低剖面、高增益的特点.除了极化可重构天线, 文中还介绍了两款方向图可重构天线, 可分别实现线极化以及圆极化的全向锥状波束以及定向辐射波束的方向图可重构.前者是基于宽带的单极子贴片天线跟L型探针馈电的贴片天线的有机结合.后者是基于环缝隙的贴片天线配合激励端口可重构的功分馈电网络的组合.此两款天线均具有结构紧凑、宽带、增益稳定的特点.     

一种双指数型梳状超宽带Vivaldi天线的设计与实现

在常规Vivaldi天线的基础上提出一种双指数渐变加梳状槽结构的新型Vivaldi天线,该天线通过在辐射面引入梳状开缝结构,可以实现对天线表面电流的调整。该天线在2.4~10.6 GHz常用无线通信频率范围内驻波比小于2,天线增益达到6 d Bi以上且在频带内保持较好的平坦度,实测结果与其仿真结果相吻合。在同等天线长度及张角条件下,该天线具有较常规Vivaldi天线更宽的工作带宽和更高的天线增益,且实测方向性良好,可用于各类无线通信系统。