宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4 介质基板构建的 方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带 线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表 明:天线尺寸为0. 111λ0 ×0. 111λ0 ×0. 221λ0(λ0 为北斗B2 中心频率1. 207 GHz 对应的自由空间波长),S11 ≤ -10 dB 的阻抗带宽为1. 158~1. 778 GHz,轴比≤3 dB 的圆极化带宽为1. 133~1. 918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过 简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。     

卫星导航终端的小型化方形四臂缝隙螺旋天线

设计了一种卫星导航终端的小型化四臂缝隙螺旋天线。天线为方形柱状结构,四条缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面,馈电网络印制于介质基板内表面进行耦合馈电;馈电网络为弯折的微带线结构,并延伸至天线底部实现同轴馈电。天线尺寸为23.6 mm×23.6 mm×53.0 mm,实测结果表明,|S11 |≤-10 dB 的阻抗带宽为7.63%(1.512~1.632 GHz),轴比≤3 dB 的圆极化带宽为3.35% (1.556~1.609 GHz),在北斗B1频段中心频率(1.561 GHz)和GPS L1 频段中心频率(1.575 GHz)处增益分别达到4.31 dBi 和4.84 dBi。该天线采用缝隙螺旋结构,并通过简易的馈电网络耦合馈电实现螺旋天线的圆极化,结构小巧简单,适合批量生产,可应用于卫星导航系统终端设备。     

一种旋转馈电的圆极化微带阵列天线设计

为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。     

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.     

卫星导航终端小型化开口缝隙螺旋天线

研究了一种小型化卫星导航终端开口缝隙螺旋天线。天线主体为四条宽度渐变的开口缝隙螺旋臂,蚀刻在外表面覆铜的介质基板围成的方型结构上,由印制于介质基板内表面的微带线结构馈电网络进行耦合馈电;馈电网络由底面回形结构和侧面逐渐向上变宽的折形结构组成,使用同轴线接头在天线底部对其馈电。天线总体尺寸为26 mm×26 mm×29 mm,实测结果表明：|S₁₁|≤-10 dB的阻抗带宽为7.88%(1.523 GHz～1.648 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为20.26%(1.490 GHz～1.826 GHz),在北斗B1频段中心频率(1.561 GHz)、GPS L1频段中心频率(1.575 GHz)和GLONASS L1频段中心频率(1.602 GHz)处增益分别达到3.33 dBi、3.18 dBi和2.79 dBi。该天线采用开口缝隙螺旋结构,通过简单的馈电网络串行耦合馈电实现天线的圆极化,在较小尺寸情况下实现了较宽的带宽和较好的增益。     

一种小型化宽频带卫星导航终端天线的设计

研究了一种小型化宽频带交叉偶极子结构卫星导航终端天线。天线结构由交叉偶极子臂、耦合贴片和侧面开斜槽的反射腔组成,反射腔的侧面斜槽可调节电流分布,实现了天线宽阻抗带宽、宽轴比带宽和尺寸的小型化。测量结果表明,■dB阻抗带宽实测为0.96～2.12 GHz,轴比≤3 dB的圆极化带宽为1.06～1.84 GHz,在北斗卫星导航系统B1、B2、B3频段中心频率点的实测增益分别为6.07 dBi、5.25 dBi、6.2 dBi。该天线频带宽、结构简单,不需要复杂的圆极化馈电网络,适合批量生产。     

四臂平面缝隙螺旋天线的设计与实现

对串行馈电的四臂缝隙螺旋天线进行了分析,通过调整缝隙螺旋的臂长可以实现目标频段上的串行谐振馈电,提高目标频段的天线总效率和增益。由于天线的轴对称性,其轴比和相位中心稳定度都很好。在螺旋臂终端加负载电阻可提高轴比,但会降低天线增益,须在轴比和增益指标之间折衷选择负载电阻的大小。仰角大于5°时,天线的轴比测试值小于4dB,相位中心稳定度优于2mm,圆极化增益高于-3.6dBi。     

海事卫星通信海上宽带系统终端天线的设计

提出了一种应用于海事卫星通信海上宽带系统终端的圆极化叠层微带天线,该天线选用廉价FR4板、空气介质和对角线切角的正方形贴片组成叠层结构,采用不等功率四馈电技术激励主辐射贴片,展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽。文中给出了设计思路,并利用电磁仿真软件HFSS分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。结果表明:天线具有良好的性能,VSWR≤1.5的阻抗带宽测量值达23.4%(1453～1838MHz),轴比小于3dB的圆极化带宽仿真值达25.6%(1360～1760MHz)。在海事卫星工作频段内VSWR小于1.2,轴比小于1.5dB,增益大于9dBi。所设计的天线满足Fleet Broadband系统FB150业务的需求。     

一种宽带圆极化微带天线阵的设计与制作

文章利用天线的等效电路模型,分析了展宽天线阻抗和轴比频带的原理.提出了利用Wilkonson功分移相器结合翻转容性馈电结构来展宽微带天线的阻抗带宽和轴比带宽的方法.设计了工作频率为1.268 GHz、轴比小于3 dB的相对带宽为44.4%、在此频带内驻波比小于1.5的天线单元;并利用这样的天线单元组成四元圆形阵列,制作了天线阵,测试结果为圆极化带宽为23.8%,驻波比小于1.5,增益大于8dB.     

一种S 波段印刷四臂螺旋天线的分析与设计

本文主要分析了一种S 波段的印刷四臂螺旋天线。并设计了一宽波束右旋圆极化介质加载的印刷四臂螺旋天线, 馈电网络采用的是具有两级隔离电阻的威尔金森功分器。该天线的仿真结果与实测结果吻合良好。仿真和实物测试结果表 明,该天线在3.05GHz-3.45GHz 工作频率范围内,具有较好的心形方向图、3dB 波瓣宽度达到160°、全方位角的增益大于 -2dB,轴比小于5dB,驻波比小于1.4。通过机电一体化设计,该四臂螺旋天线具有良好的电气性能,成本低。     

一种面向无线通信应用的宽频带圆极化天线阵

提出了一种新型宽频带2×2方形缝隙槽圆极化天线阵.天线阵包含一个连续旋转馈电结构、4个非对称U型馈电枝节和一个方形槽接地板.与传统圆极化天线阵所采用的L型馈电枝节不同,首次提出了一种新型非对称U形馈电枝节来改善天线的圆极化性能.利用这些枝节和缝隙槽作为微扰元素,缝隙槽天线阵可以激发多重圆极化谐振模式,进而产生宽频带的圆...     

Bidirectional radiated circularly polarised square-ring antenna for portable RFID reader

A novel single-layer, dual-fed technique for a bidirectional radiated circularly polarised square-ring antenna operated in the UHF band is presented. The two feed ports of the square-ring radiating element are placed in orthogonal directions and connected to a feeding network with a Wilkinson power divider in the same plane. Properly adjusting the size of the capacitive coupling groundplane results in good impedance matching and circularly polarised radiation, and a broad impedance bandwidth (S₁₁ ⩽ -10 dB) of about 45.2% and a 3 dB axial-ratio bandwidth of about 8.7% were obtained.     

Design of a broadband planar cavity-backed circular patch antenna

This paper presents a design of a low-profile cavity-backed circular patch antenna for broadband applications. By using substrate integrated waveguide (SIW) based cavity and feeding mechanism, a planar cavity-backed patch antenna is realized. The proposed study demonstrates that a wide impedance bandwidth can be achieved by employing a rectangular SIW-based cavity underneath the conventional circular patch. Additionally, to generate circular polarization (CP), the patch has been reduced diagonally and shorted by a via-probe. Finally, a CP SIW-based antenna is designed and operating for a wide impedance bandwidth of 23.10% below −10 dB criteria, ranging from 9.09 GHz to 11.40 GHz and axial-ratio (AR) bandwidth of 270 MHz (10.30–10.57 GHz). The proposed design is fabricated by means of a printed circuit board (PCB) procedure. The simulated results are validated with the experimental one which agrees well with each other in the terms of S₁₁, antenna gain, AR and radiation patterns. Moreover, the proposed design exhibits unidirectional radiation characteristics with the measured peak gain of 6.6 dBic while maintaining planar integration.     

一种宽带全向圆极化天线简

 基于环天线-偶极子模型,本文提出一种宽带全向圆极化天线.天线包含四对围绕圆柱放置的倾斜振子和一个宽带馈电网络.每对振子包含一个主辐射振子和一个用以增加带宽的寄生振子.馈电网络包括四个宽带巴伦和一个阻抗匹配电路.实验结果表明,该天线15-dB回波损耗带宽和3-dB轴比带宽分别为31%（1.68-2.31GHz）和30%（1.7-2.3GHz）,水平面不圆度小于1dB.     

圆极化磁偶极子天线设计

提出了一种工作在GPS频段的圆极化磁偶极子天线,该天线由两对相互正交的磁偶极子天线组成,具有低轮廓、可嵌入的优点。由于天线四周短路接地,形成了一个封闭且稳定的盒子,使天线对周围环境不敏感。通过电磁仿真优化,制作了天线样机,测试结果表明,反射系数＜-10 dB的带宽为6.5%,轴比＜3 dB带宽为2.61%。该天线可作为机载GPS天线使用。     

一种双频双圆极化共面波导馈电缝隙天线

一种新型加载两个开口环形接地导带的双频共面波导（CPW）馈电缝隙天线,被提出来实现双旋向圆极化辐射。从天线信号带伸入槽隙的水平矩形调谐短截线用于改善频带内的阻抗和轴比。对天线进行仿真和实物测量。实验结果表明,该天线的10 dB 回波损耗阻抗带宽分别是,在1.55 GHz 频段为27.69％（1.4~1.85 GHz）,在2.55 GHz频段为26.17％（2.075~2.7 GHz）。在1.55 GHz的频段和2.55 GHz频段所测量的3 dB轴比带宽分别是20.51％（1.4~1.72 GHz）和13.44％（2.36~2.7 GHz）。其辐射极化方向分别是低频段右旋圆极化和高频段左旋圆极化,天线在两频段内的峰值增益分别是3.69 dB和3.81 dB。实物测试结果与仿真结果基本吻合。     

一种单层双频宽带GNSS测量型天线设计

基于单介质层结构,设计了一款双频宽带全球卫星导航系统(GNSS)测量型天线,天线采用单层高性能轻质复合材料作为双频微带天线共用的辐射介质基板。双频辐射贴片单元采用共面齿轮结构设计,并在天线单元外围设置一系列短路销钉来有效改善天线轴比带宽、低仰角辐射增益等参数,四馈点馈电技术和宽带耦合相移馈电网络的应用保证了天线相位中心稳定度更加可靠。设计结果表明,该双频天线单元大于等于5 d Bi的辐射增益带宽均大于245 MHz,高低频3 d B轴比带宽分别为-76°~76°和-116°~116°,低仰角90°增益滑落均小于11.5 d B,经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。实测频谱显示,该天线工作频段覆盖目前在运行的四大导航系统全部工作频点,较好满足GNSS精确测量与定位系统终端设备应用需求。     

Mechanically Tunable Multiband Compact Quadrifilar Helix Antenna With Dual Mode Operation

We show that by introducing a gap at the center of the helical sections (where the current is minimum) of a lambda/2 quadrifilar helix antenna (QHA) and varying the axial length and radial gap between the overlapping volutes, the antenna gives a 28% impedance bandwidth which is nine times the bandwidth of a conventional QHA. A 16% bandwidth with a front to back ratio of ges 14 dB is achievable with 5-14% reduction in the size of the QHA. The structure can yield a monopole radiation pattern suitable for terrestrial applications or a hemispherical pattern suitable for satellite use. The simulation results are validated by measurements at L-band.     

小型化缝隙加载圆极化及宽带微带贴片天线设计

提出了一种十字形缝隙加载的小型宽带及圆极化微带贴片天线的设计方法。该天线通过在方形贴片上加载一个大尺寸的十字形缝隙实现天线的尺寸缩减,介质基片采用由FR4和空气层组成的层叠结构,在缝隙中嵌入L型枝节,只需通过调整枝节上同轴线馈电点的位置来获得圆极化或宽带阻抗匹配。ANSYS HFSS仿真分析表明,天线的圆极化带宽（AR≤3 dB）为1.7%,阻抗带宽（VSWR≤2）为5.8%,天线在宽带范围内具有稳定的增益,峰值增益为7.8 dB,同时贴片面积缩减了52.3%。改变馈电点的位置可调节两个谐振频率使天线阻抗带宽达到9.4%,比传统的微带贴片天线阻抗带宽提高了114%。