基于菱形单元的宽带微带栅格阵列天线设计

本文设计了一款新型微带栅格阵列天线.为了拓展天线带宽,辐射单元采用非均匀尺寸的菱形结构,在介质基板与地板间加入空气层,采用探入式同轴探针对天线进行馈电.单元间微带传输线采用正弦曲线结构,极大地减小了天线的辐射口径.天线面积为290×205 mm^(2),共包含7个菱形辐射单元.通过建模仿真和扫参分析,结果表明,天线的阻抗带宽(|S_(11)|<-10 dB)为13.0%(2.30 GHz~2.62 GHz).在工作频率2.45 GHz处,天线的最大增益达到15.4 dBi,交叉极化小于-25 dB,旁瓣电平低于-15.6 dB.     

差分高隔离MIMO天线的设计

本文设计了一种具有差分馈电的高隔离度四端口多输入多输出(MIMO)天线.天线的辐射单元由一个十字型贴片和一个方形环贴片两部分嵌套而成.天线两个贴片分别采用不同的馈电方式,十字型贴片采用微带转探针馈电;方形环贴片采用T型功分器和微带线的差分馈电网络馈电.天线中心频率均为2.42 GHz,带宽均大于45 MHz.为了改善天线的隔离度,在天线的端口之间增加了中和线.仿真结果显示,采用本文的设计方法,天线单元间的隔离度改善了12.1 dB,天线单元间的互耦在天线工作频段内均低于-25.6 dB.     

C波段宽带双线极化微带天线的设计

设计一种工作在C波段(5.15-5.825GHz)的新型的双线极化高隔离度微带振子天线,主要应用于短距离的移动通信。天线单元采用双"H"缝隙地板、合理的振子排列方式及微带线馈电方式,通过HFSS软件的优化仿真,得到很好的结果,并组成2×2面阵,在整个频段内驻波比小于2,隔离度大于30dB,在中心频率5.54GHz时,E面最大辐射方向的增益为8.9dB;H面最大辐射方向的增益为11.2dB。该天线体积小,有利于小型化和集成化。     

陷波可重构的超宽带缝隙天线设计

本文提出一种陷波可重构的超宽带缝隙天线.采用六边形缝隙和带有矩形辐射枝节的渐变微带馈线实现超宽带.通过在馈线旁加载倒L型寄生单元及在矩形枝节刻蚀倒U型缝隙,天线分别实现WiMAX和WLAN频段的陷波.在寄生单元和倒U型缝隙上加载开关元件,控制开关的不同组合状态实现陷波可重构.天线的尺寸为24.5mm×20.5mm(0.40λg×0.33λg,λg为低频导波波长).仿真和测量结果表明:天线可以工作在超宽带、两个单频带陷波、一个双频带陷波4种工作模式.     

应用于变电站接地网的空间磁场检测装置

变电站接地网发生短路故障时,导体上的电流以及土壤中的泄漏电流会产生较强的空间磁场,可能影响站内设备的正常工作进而危害变电站的安全运行,现有的方法无法检测土壤中的泄漏电流对空间磁场的影响。对此本文设计了一款以超薄的液晶聚合物LCP为介质基板的柔性宽带天线,用于准确检测变电站接地网的空间磁场,该天线的基本辐射单元为宽带单极子天线,采用了微带馈电的馈电方式。经软件仿真结果表明,该天线覆盖在0.5KHz-22KHz工作频段,已经满足了宽带天线的要求。     

基于随机点阵的平面反射阵列天线设计

本文设计了一种新型的低互耦微带反射阵列天线.反射单元采用随机点阵结构,利用随机点阵结构的高自由度获得不同的反射相位.为了降低单元之间的互耦效应,在随机点阵单元外围添加方形金属环.采用该新型微带反射单元,设计了7×7规模的反射阵列.仿真和测试结果表明,在工作频率5.8GHz处,天线的增益为19.7dBi,阻抗带宽为6.0%(5.71～6.06GHz),主旁瓣比优于13.1dB,交叉极化小于-20dB,印证了随机点阵结构设计反射单元的可行性.     

基于遗传算法与粒子群优化法的机载合成孔径雷达天线赋形波束综合

采用了遗传算法和粒子群优化法两种现代进化算法对赋形波束天线进行了综合,得到了很好的结果,并比较了两种算法的优缺点.首先通过对宽测绘带的机载合成孔径雷达距离向回波特性的分析,给出了天线距离向赋形辐射方向图表达式.接着利用两种现代优化算法结合谢昆若夫法对天线阵分别进行综合,得到了近似相等的天线各单元激励幅度和相位.然后选择5个单元激励并利用微带贴片天线阵列实现了赋形波束方向图,实验结果和理论优化结果基本吻合,从而证明了这两种现代进化算法对赋形天线方向图综合方法的有效性.     

一种抑制背向辐射的微带缝隙天线的优化设计

本文主要针对一种应用于WLAN的微带缝隙天线进行研究和优化设计.通过在天线背面增加EBG结构的方法,对缝隙天线的背向辐射进行抑制,以降低天线的近场干扰.利用HFSS软件进行仿真,其结果表明,在增加EBG结构以后,不仅使得微带缝隙天线的背向辐射从-5dB下降到-25dB,而且微带天线的交叉极化也得到极大的抑制,在5.2GHz时交叉极化低于-25dB,同时使得天线的增益从2.91dBi提高到5.27dBi.     

加载高阻抗表面结构的超宽带陷波天线设计

本文设计了一种新型超宽带陷波天线.在超宽带微带单极子天线馈线两侧加载高阻抗表面单元,获得WiMAX频段陷波.在高阻抗表面单元上蚀刻阿基米德螺旋结构缝隙,使得单元尺寸比传统结构减小了55.2％.为了进一步在WLAN和WiMAX频段实现双陷波,将非对称的新型高阻抗表面单元加载至微带单极子天线馈线双侧.加工制作天线实物并进行...     

一种宽带圆极化缝隙天线的研究与设计

设计了一种结构简单的宽带圆极化缝隙天线,由单层介质基板和两层金属构成,覆盖WiMAX、WLAN和5G通信的sub6 GHz频段。通过在方形缝隙拐角处分别添加两个矩形贴片和一个倒L枝节,实现宽带圆极化辐射。天线采用微带耦合馈电的方式,通过调整T形微带馈线的长度和矩形贴片的宽度,进一步展宽了天线的带宽。测试结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为1.91～7.14 GHz,轴比带宽为2.5～6.3 GHz,相对轴比带宽为86.4%,峰值增益在5.5 GHz处达到5.5 dBic。     

一种接地板开槽的小型化蝶形天线设计

本文设计了一个新型小型化蝶形微带天线,该天线采用微带馈线,通过优化辐射贴片和在接地板开槽的方法,减小了天线尺寸,最终所实现的天线尺寸为32mm×32mm,与传统蝶形天线相比尺寸减小23%.测量结果表明:天线S11-10dB的阻抗带宽能达到120 MHz(2.49GHz~2.61GHz).同时,天线最大增益为2.5dBi,可以应用于无线传输领域.     

国外SAR天线的发展

本文简要介绍国外合成孔径雷达（ＳＡＲ）天线的发展，主要介绍国外空间大型可展开天线的定义，ＳＡＲ天线的特点，国外目前在微带平面阵天线结构设计上遵循的设计方法，以及大型微带平面阵ＳＡＲ天线在国外卫星上的应用。     

一种基于多模谐振的宽带贴片天线设计

设计了一种基于多模谐振的宽带贴片天线.首先,通过在一个矩形贴片上蚀刻两条缝隙的方式,使天线同时工作在TM₁₀和反相TM₃₀两个正交的模式来展宽天线的带宽;其次,通过在辐射贴片左右两侧的顶角处蚀刻4个方形缝隙,改善天线低频处的阻抗匹配,有效激励起缝隙模式,进一步展宽天线的工作带宽;为了激励这3个工作模式,天线采用缝隙耦合馈电方式,同时在微带馈线的终端加载方形贴片,来改善天线的阻抗匹配.测量和仿真结果吻合良好,天线的工作频带为2.09 GHz～2.77 GHz,相对带宽为27.9%.天线实现了良好的宽边辐射,峰值增益达到了6.3 dBi.     

一种基于CSRR结构的全向微带缝隙阵列天线设计

提出了一种新型的全向微带缝隙阵列天线,缝隙单元基于圆形互补开口谐振环(CSRR)结构.天线共有8个背靠背CSRR缝隙单元,分别蚀刻在带状线两侧接地板上,通过中心导带串行馈电.为了获得良好的全向性能,相邻CSRR缝隙单元开口朝向相反,并对天线结构进行扫参分析.设计了一款工作在5.8 GHz的水平全向缝隙阵列天线,仿真结果表明,天线的阻抗带宽(|S_(11)|-10 dB)为4.8%(5.69 GHz～5.97 GHz),最大增益为9.63 dBi,水平方向最大增益变化小于0.5 dB.     

双模态涡旋电磁波阵列天线设计

为了提高频谱利用率,设计了一种可生成l=+1和l=-2两种模态的轨道角动量涡旋电磁波阵列天线.阵列天线由两组辐射贴片与功分相移馈电网络组成,功分相移馈电网络为每组阵列天线依次提供相等幅度和恒定相位增量的信号,从而生成不同模式的OAM涡旋波.通过合理调节两个馈电网络的相位,使得两个微带天线阵生成l=+1和l=-2的轨道角动量涡旋电磁波,由于辐射阵元之间相互耦合,阵列天线获得了比较宽的带宽.测试结果表明,两个阵列天线的阻抗带宽分别达到780 MHz和610 MHz,两端口之间的隔离度大于32.5 dB.     

基于超表面的四波束贴片天线

本文提出了一种基于超表面的四波束贴片天线.该天线的辐射单元由4个蚀刻有开口矩形环缝隙的矩形贴片组成,超表面结构由三角形环组成的"箭头"形单元组成, 4个输入端口都采用同轴馈电.通过在矩形贴片上蚀刻开口矩形环缝隙改善了天线的阻抗匹配,同时,利用放置在辐射单元上方的单层超表面实现波束赋形.结果表明:天线的-10 dB阻抗带宽为5.31～6.24 GHz (0.93 GHz),在工作频段内天线的增益达到了7.55 dBi, 4个波束与+z方向之间的夹角为26°.     

一种全向环形缝隙阵列天线设计

提出了一种新型的全向平面缝隙阵列天线. 8对环形缝隙背靠背蚀刻于带状线两侧地板,作为辐射单元,并且通过中心导带串行馈电.通过在环形缝隙内部加载一对Y形缝隙枝节,提升单元辐射性能.为进一步拓宽工作带宽,提高增益,采用遗传算法(GA)对天线进行优化设计,根据设计结果加工制作了天线样品.测量结果表明,天线的阻抗带宽(|S₁₁|<-10 dB)为5.69%(5.64 GHz～5.97 GHz),峰值增益为9.68 dBi,水平方向最大增益变化小于0.5 dB,在工作频带内具有稳定的全向辐射性能.     

采用缺陷地的高隔离MIMO天线设计

本文设计了一种具有高隔离度的四端口多输入多输出(MIMO)天线.该天线的辐射单元由一个正八边形的贴片和一个方形环贴片两部分构成.天线的谐振频率在2.45GHz,工作带宽大于50MHz.设计了一种缺陷地结构来改善天线单元间的隔离度,并分析了缝隙尺寸与天线单元间的耦合电流之间的关系.这种缺陷地结构,通过改变天线地上的电流分布,降低天线单元间的耦合,从而实现天线单元间的高隔离度.仿真结果显示:采用本文的设计方法,天线单元间的隔离度改善了10.1dB,天线单元间的互耦在天线工作频段内均低于-23.6dB.     

面向5G无线通信的紧凑型高隔离度双频MIMO天线

设计了一种适用于5G无线通信的紧凑型高隔离度双频多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)缝隙天线.天线单元采用矩形环作为地,在其中嵌入2个大小不同,开口方向相反的六边形谐振环实现双频.将两天线单元正交放置形成二单元MIMO天线,为提升隔离度,在两天线单元环形地相接处刻蚀矩形缝隙进行解耦.仿真和测试结果表明,该天线可以工作在2.57 GHz～2.62 GHz和3.5 GHz～3.6 GHz频段,且在2个工作频段内隔离度均高于23.2 dB, ECC低于0.01,具有良好的辐射性能.     

陷波可重构的超宽带单极天线设计

本文提出了一个陷波可重构的超宽带单极天线.为了实现超宽带,辐射单元采用阶梯式结构.在辐射单元刻蚀一个开口缝隙,并在缝隙的适当位置放置三个开关,通过控制开关的不同组合状态实现陷波可重构.天线的尺寸为30mm×22mm(0.42λg×0.31λg,λg为低频导波波长).仿真和测量结果表明:天线可以工作在超宽带以及3个陷波可重构频段,超宽带工作频带为3.1GHz~10.7GHz,陷波频段涵盖3.4GHz~3.69GHz,3.7GHz~4.2GHz和5.2GHz~5.875GHz.