含有寄生单元的倒F天线分析与设计

提出了在普通倒F天线的两侧和底部同时添加寄生单元的改进倒F天线,该天线与普通的倒F天线相比有更宽的带宽.设计了一个工作于中心频率1.2GHz的改进倒F天线.对该天线的电气特性进行了仿真计算,并对天线主要结构参数对谐振频点和阻抗带宽的影响进行了详细分析.该天线相对带宽达到了33%(VSWR<2),约为普通倒F天线阻抗带宽的4倍,有效地展宽了传统倒F天线的工作带宽,在宽带通信系统中有较好的应用前景.     

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.     

超宽带紧耦合阵列等效电路研究

针对紧耦合展宽阵列天线带宽的原理,利用紧耦合阵列天线阻抗的变化规律,研究单元间强耦合与地板共同对天线阻抗的影响;结合已有文献中紧耦合等效电路的特性,提出了一种能够对应天线单元形状与尺寸的紧耦合等效电路模型。该等效电路模型较文献中已有的等效电路模型具有更强的准确性和适用性,能较好地反映天线模型阻抗曲线和驻波曲线,为优化该类天线阵列的前期设计提供了指导方向。     

一种低剖面紧耦合超宽带天线设计

设计一种新型紧耦合天线阵列(TCA)。该阵列单元采用平面蝶形偶极子,利用单元之间的耦合效应以达到展宽天线频带的效果。通过在天线阵列与导体接地板之间加载阻性频率选择表面(RFSS)来抑制导体接地板对天线造成的短路点,进一步增加阻抗匹配带宽。本文设计寄生层以代替传统的介质板宽角匹配层,大大降低天线的剖面高度及质量,改善阵列的扫描特性。仿真实验结果表明：设计的紧耦合阵列在1.5~14 GHz频带内有良好的阻抗匹配(电压驻波比(VSWR)<2),可实现E面、H面45°宽角扫描。     

一种新颖的Ku频段宽带微带天线阵的设计

文章设计了一种新颖的Ku频段宽带微带天线阵。该阵列的天线单元为分层结构,通过在馈线增加匹配枝节,上层贴片附加寄生单元,实现了宽频带性能。仿真表明,天线单元的相对阻抗带宽(S11<﹣10 dB)达到了17.2%,频带内增益大于8.4 dBi,四单元天线阵的增益大于15.1 dBi。     

一种毫米波宽带宽波束双极化微带天线

针对宽波束天线在5G毫米波宽角扫描阵列的应用,设计了一款基于接地金属柱的毫米波双极化微带天线单元。该天线具有低剖面、宽带、宽波束等优点。天线采用双“H”型缝隙耦合馈电,通过寄生贴片与开槽基板共同辐射展宽波束宽度,通过调节接地金属柱结构改变输入阻抗展宽阻抗带宽。实测结果表明,该天线的3 dB波束宽度在24.5～27.5 GHz的频带内(电压驻波比小于1.8)均大于130°,交叉极化比大于18 dB,两个端口之间的隔离度在频带内均高于26 dB。测试结果与仿真结果吻合较好。     

Ku频段全金属圆极化平板天线设计

本文介绍一种Ku频段全金属圆极化平板天线的设计,采用多层金属波导腔体结构降低天线剖面,由上到下依次为辐射层、谐振层、功分馈电网络层,其中,辐射层为4×4个斜六边形开口波导腔体,将线极化信号扭转为圆极化波辐射;谐振层利用梅花状波导腔体有效展宽了天线的阻抗带宽,功分馈电网络层为紧凑型一分四波导功分器。通过电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真设计,仿真结果表明,该天线相对阻抗带宽为21.8%,在工作频带内,驻波小于2,3dB轴比带宽为5.4%,天线效率大于80%。根据仿真设计结果,加工了一套12×12单元天线阵列,对阵中天线单元进行测试,测试结果与仿真结果符合较好。     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

基于SICL的宽频带毫米波多波束阵列天线设计

为实现第五代移动通信技术(5G)毫米波阵列天线的多波束扫描,提出了一种基于基片集成同轴线(Substrate Integrated Coaxial Line, SICL)的宽频带毫米波多波束阵列天线。多波束阵列天线主要包括基于SICL的宽频带毫米波罗特曼透镜和基于SICL馈电的宽频带磁电偶极子天线,罗特曼透镜腔体采用平板波导结构,移相段采用非色散结构SICL,设计了一种平板波导透镜腔体和SICL移相段的宽频带匹配结构实现宽频带罗特曼透镜。采用SICL耦合馈电的宽频带磁电偶极子天线作为多波束阵列的辐射单元,易于直接与基于SICL的罗特曼透镜连接使用,可实现宽频带波束扫描。基于此设计了一种7个波束端口、9个阵列单元的宽频带多波束阵列天线。仿真结果表明,该罗特曼透镜的-10 dB阻抗带宽约为42%(20.5～31.5 GHz),磁电偶极子天线的-10 dB阻抗带宽约为45%(20.5～32.5 GHz),组成的多波束阵列天线在20.5～31.5 GHz(约42%)频带内可实现±30°的波束扫描,天线结构简单紧凑、剖面低、易集成且能实现宽频带波束扫描,适用于5G毫米波通信。     

基于HFSS的无线传感器网络节点微带天线设计与仿真

根据微带天线的辐射原理,设计一种谐振频率为2.47 GHz的矩形微带天线,并对微带天线频带的展宽方法进行了研究。通过附加贴片来修改等效谐振电路,使其具有多个谐振点,从而扩展阻抗带宽,仿真结果表明该天线的阻抗带宽达到了12%(300 MHz)。该天线具有体积小、宽频带和低抛面等特点,可作为无线传感网络节点的终端天线,具有一定的工程应用价值。     

宽频带正方形微带贴片天线的设计

微带天线的窄频特性是限制它广泛应用的原因之一。目前提出了很多展宽微带天线频带的方法,可以增加微带天线的带宽。本文通过增加空气介质的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,实现了宽频带微带天线的设计。天线工作在LS和S波段,测量结果表明,天线的相对阻抗带宽可达到42.3%(VSWR≤2),且在工作频段内方向性基本良好。     

超宽带双极化平面交叉偶极子天线设计

设计了一种新型单层结构的超宽带双极化平面交叉偶极子天线。该天线采用2对方环偶极子正交排布实现双线极化,在方环偶极子内部加载枝节,外部加载寄生方环,引入新谐振点,大幅度扩展了天线带宽;天线结构紧凑,尺寸仅为0.25λL′0.25λL(λL为低频截止频率对应的空间自由波长)。设计和加工制作了一件工作于甚高频(VHF)频段的天线样品,测试结果表明,该天线能够在55~155 MHz实现电压驻波比(VSWR)<2.5,阻抗带宽达到96%,同时天线在整个工作频带呈现良好的定向辐射特性,增益大于7 dB。     

宽频带宽波束磁电偶极子天线设计

为了展宽天线的波束宽度,在磁电(ME)偶极子天线的基础上,该文设计出一种低交叉极化宽频带宽波束的新型磁电偶极子天线。通过将振子倾斜弯折,展宽了天线的波束宽度;结合6个寄生振子的对称加载,提高了辐射方向图的一致性。在型馈电结构基础上,优化天线的振子间距和振子长度,实现了天线58.5%的相对带宽(S11-10 dB),频带范围为2.3~4.2 GHz;对振子倾斜角度以及寄生振子的参数进行优化,在2.4~4.0 GHz的频带内实现了辐射方向图E面和H面同时达到120以上的半功率波束宽度(HPBW)。测试与仿真有较好的一致性,证明了所设计天线不仅具有宽频带宽波束特性,同时在整个频带范围内方向图的一致性得到了极大地提高。     

一种新型低剖面宽带微带开槽天线的设计

针对低剖面微带天线,提出一种新型的带宽展宽方法。通过在低剖面E-形微带天线中引入分布式LC谐振电路,使得该分布式LC电路产生的谐振点与低剖面E-形微带天线的固有谐振点相互靠近,从而有效地拓宽了天线的带宽。基于该设计思想,设计出工作于AMPS频段(824～894MHz)的低剖面微带天线,该天线的空气层厚度仅为0.0344λ0,远小于国内外文献报道的同类天线。测量结果表明:设计出的低剖面微带天线工作带宽达到9%(VSWR2),而且在该阻抗带宽内具有良好的辐射特性。该设计思想同样适用于其他形式的低剖面开槽微带天线设计。     

新型基于PBG结构的宽带高增益贴片天线及阵列技术研究

设计了一种新型基于哑铃型光子带隙(PBG)的宽带高增益E形贴片天线.实现X波段天线单元38.2%的阻抗带宽(VSWR＜2)且频带内增益提高1-2.5 dB.将PBG结构应用于天线阵列,实现了全频带增益的提高,且单元端口互耦隔离度最大可提高5 dB.仿真和实测结果有好的一致性.     

一种全向共形微带贴片天线阵的设计

设计制作了一款新结构的垂直极化全向微带天线。天线利用分布于立方体侧面上的四个对称性天线单元的单向辐射实现全向辐射,通过单元辐射结构上加载两臂,增加天线的谐振点,展宽设计天线的带宽,对该天线进行了仿真和测试。结果表明,仿真与测试结果基本吻合。设计的天线带宽覆盖了1.7~2.8 GHz,反射系数S11<–10 d B的相对带宽达到49%,在整个频带内实现了全向辐射。天线结构简单且紧凑,易于加工,可用于移动通信领域。     

双频带巴伦馈电的宽带双频印刷偶极子设计

研究一种巴伦馈电双频印刷偶极子天线。为了使印刷偶极子天线工作在WLAN 频段,H 形状的缝隙开在偶极子两个臂上。优化无巴伦馈电的辐射单元,使得天线在回波损耗小于-10 dB 的情况下工作在2.4 GHz (2180-2750 MHz)和5.2 GHz (5040-5480 MHz)。为了展宽带宽,本文设计了一种改进的Marchand 巴伦,它能提供两个谐振点以增加阻抗带宽。通过优化辐射单元和双频带巴伦,设计了工作在2150-2750 MHz 和5050-6230 MHz 的印刷偶极子天线。设计公式在文章中已经给出,计算和测试结果吻合得很好。     

宽频带全向机载雷达天线的仿真设计

本文设计仿真了一种具有宽带特性的机载雷达天线,利用HFSS对平面天线和共形天线进行了仿真,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性,仿真结果表明共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽,在宽频带内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,适合用作机载天线的共形单元。     

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线

介绍了一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线单元,并对其参数特性进行了仿真研究,结果表明,通过在寄生贴片上开3～5个与极化方向相平行的缝,可有效抑制天线的交叉极化,同时改善天线的阻抗带宽。相比传统双层微带贴片,该天线单元的阻抗带宽可提高3%以上,而交叉极化指标相当。当该单元应用于阵列天线设计时,可简化馈电网络,便于实现宽带、高效、大扫描角的微带共面馈电天线阵。对X波段8×8单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.6%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

应用于无线USB的小型超宽带阻带天线

设计了一种用于超宽带无线通信系统的小型化天线.该天线贴片尺寸为20 mm×15 mm×3mm,采用U形折叠结构和渐变结构相结合,可使天线具有超宽带特性.为了减小对无线局域网(WLAN)系统5GHz频带的干扰,天线采取了叉形谐振结构来实现对相应频带的抑制.采用仿真软件分析了该天线阻抗带宽和不同频点处的辐射方向图.仿真和实...