一种高性能Fabry-Pérot贴片天线设计

提出了一种新的极化转换单元结构,可作为覆层用于设计具有高辐射性能的微带贴片天线.通过采用在介质基板上下表面涂覆的矩形金属贴片切角的方式,实现了传输系数主极化及交叉极化幅度差和相位差在9.0~12.8 GHz频段范围内分别稳定在±3 dB及90°±15°之间,从而取得了宽带极化转换性能,最后在微带贴片天线辐射的线极化波的激励下,实现了-10 dB反射系数带宽为2.8 GHz(9.0~11.8 GHz),3 dB轴比带宽为11.0~11.5GHz,峰值增益为9.8 dBic,这为新体制雷达天线的设计应用提供了一种新思路.     

一种双频微带贴片天线的设计

在矩形微带辐射贴片的设计基础上,通过选择合适的50Q同轴线的馈电位置,设计了一个双频微带贴片天线,工作于1．3GHz及1．8GHz频段。基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件,对天线尺寸进行设计,并通过合适的馈电位置实现与微带线之间的匹配,降低天线的回波损耗。结果表明：端口散射参数s11表明天线在1．3GHz及1．8GHz表现小的回波损耗,该方法可为实际双频天线的设计提供指导。     

一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

一种新型双频圆极化卫星导航天线的设计

提出了一种表面开槽并增加辐射边框的新型贴片天线. 采用HFSS软件仿真的结果显示,它的阻抗带宽和轴比带宽相比普通单贴片天线增大很多,而且具有良好的增益和双频带特性,其双频带可以覆盖GPS/GLONASS/GALILEO/北斗四大卫星系统的L1和L2频段. 因此,非常适合用于手持式精确导航终端,以取代两片结构的双频贴片天线.与其他双频圆极化贴片天线相比,此新型贴片天线具有频带宽、尺寸小且剖面低等突出优点,具有良好的应用前景.     

可展宽频带的小型化微带天线设计

该文设计了一款可展宽频带的微带贴片天线。通过贴片切角改变电流路径展宽频带,贴片中心切去“梅花”增加电流路径来减小贴片尺寸。采用基于有限元算法的高频电磁仿真软件对该天线进行了仿真,仿真结果显示其阻抗带宽达到15％,满足现代许多无线电通信的要求。测量结果验证了该方法的可行性和正确性。     

一种新型缝隙耦合宽带圆极化介质谐振天线

设计了一种宽带圆极化介质谐振器天线,天线可应用于全球卫星导航定位系统（GPS）和无线宽带通信系统中。构建了一种鼠笼形的宽带一分四90°相移功分微带馈电网络,采用缝隙耦合对介质谐振器馈电。天线结构紧凑,其阻抗带宽从1．03GHz—1．82GHz,阻抗带宽为53．2％。低于3dB的轴比带宽从1．09GHz-1．83GHz。半功率波瓣宽度为70°,圆极化波瓣宽度（AR〈3dB）超过100°,天线的工作频段覆盖了现有的卫星导航定位系统（SNS）,适合做卫星导航定位接收机天线。     

一种小型化宽波束圆极化天线

为了使特殊场合的圆极化天线增加宽波束特性,扩大信号覆盖范围,设计出一种基于多层微带结构的小型化宽波束圆极化天线。该天线由耦合贴片层、辐射贴片层、馈电网络层和反射地板层组成,其中馈电网络通过Wilkison功分器实现,两馈电点通过金属探针与辐射贴片相连。借助仿真数据分析并优化天线参数,当工作频率为11.90~13.02GHz,结构尺寸为25mm×25mm×4.5mm时,天线实测增益为4.9dBi。根据仿真数据加工天线实物,实测结果与仿真结果基本一致。     

一种同步卫星C波段微带天线的设计分析

针对同步卫星C波段的频带要求,设计了一种微带二元阵列天线。天线采用矩形辐射贴片,双点馈圆极化的两元等幅同相、相距为0.75倍波长的直线阵结构。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真及优化,得到天线法相增益≥9.5dBic,扇面正前方波束宽度±16°增益≥6.5dBic,扇面仰角30°波束宽度±16°增益≥0dBic,且天线各个频点下的前后比≥10dB等天线性能参数所对应的结构参数。加工成实物并利用微波暗室进行测试,测试结果与Ansoft HFSS仿真结果基本相符。     

基于顺序旋转馈电的Ka波段圆极化天线阵设计

针对航空航天、雷达和通信系统对定向性平面圆极化天线阵的需求，本文研究并实现了Ka波段宽带圆极化16单元微带天线阵。该天线阵以角截断微带贴片作为基本谐振单元，采用顺序旋转馈电技术构造成4元阵列，并再次对4元阵应用顺序旋转馈电技术，得到16元天线阵列以获得高增益。通过计算电磁学仿真软件对天线性能进行了分析，并使用Rogers 5880制作了天线实物，仿真和测量结果符合得很好。研究结果表明，在29.08～31.22 GHz频段内，天线阵的反射系数小于-10 dB，轴比小于3 dB，相对带宽超过13.8%，验证了通过顺序旋转技术，可以有效地实现高增益平面圆极化天线阵。     

结构型吸波材料在阵列天线RCS减缩中的应用

天线雷达散射截面(RCS)减缩时需要保证天线的基本辐射性能,这使得其带内的RCS控制变得十分困难．为此,提出了利用结构型吸波材料实现阵列天线的带内RCS减缩．结构型吸波材料由矩形金属贴片和相邻贴片之间的加载电阻构成,阵列天线为1×4的微带贴片天线阵,并将吸波材料排列在阵列天线单元之间．仿真和实测结果表明,当阵列单元之间加入结构型吸波材料后,阵列天线的辐射性能基本保持不变,阵列天线的带内RCS能获得9dB以上的减缩．     

应用于卫星导航系统的微带天线设计

该文主要设计一款单馈电的小型圆极化微带天线。通过对天线圆形贴片对称开槽,以及对贴片的边进行切角处理和在中心处开孔等方式,天线获得良好的圆极化性能并实现小型化。该文利用电磁仿真软件HFSS对天线进行优化设计,并进行了相应的实物制作和测试。实验结果表明：该天线工作中心频率为2.49GHz,天线-20dB回波损耗带宽70MHz,圆极化3dB轴比带宽为30MHz,天线增益3.4dB,天线可应用于中国北斗卫星定位接收系统。     

多模卫星定位导航系统的宽带天线

为解决单一系统覆盖空白和定位精度低的问题,提出一种多模卫星定位导航系统终端的宽频带圆极化微带天线.通过选用低介电常数泡沫材料组成叠层微带天线结构,采用宽带功分相移网络和倒L带条近耦合四臂平衡馈电,充分展宽了天线的阻抗带宽和圆极化带宽.功分相移网络采用带状线四周封闭结构,抑制了馈电网络寄生辐射对天线方向性的影响.给出了天线的设计思路,分析了结构参数对天线性能的影响.仿真结果表明:天线具有较好的特性,驻波比<1.5的阻抗带宽达48%,轴比<3 dB的圆极化带宽达67%.对天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,并且在工作频带内天线增益高于6 dB.设计的天线能满足接收多模导航卫星信号的要求,具有良好的应用前景.     

倾斜波束非对称SAARS微带天线设计简

A circularly polarized microstrip antenna with the tilted beam of 30° through the asymmetrical structure combing the single-arm archimedean spiral antenna with the helix antenna is constructed in order to make the beam tilted. The bandwidth, tilted beam, and radiation characteristics have been improved through the width optimization and coaxial feed line selection. This antenna can realize the directional radiation of circularly polarized microwaves in a definite frequency band and has a bandwidth of 16.7％ (for Voltage Standing Wave Ratio(VSWR)<2, Axis Ratio(AR)<3dB and the tilted beam of 30°) in the condition of the vertical aperture external excitation with a coaxial feed line. Simulated and measured results show that this antenna has a wideband, high gain, and tilted beam with circularly polarized microwaves.     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

该文设计了一种新型宽带圆极化微带天线。该天线采用微带线进行馈电,在地板圆形开槽内加载一对矩形和椭圆组成的径向微扰枝节来获得圆极化,并切去一对圆弧形槽以降低圆极化的中心频率。借助仿真软件HFSS对天线结构参数进行优化设计,并制作实物。仿真与测试结果表明：回波损耗小于-10dB的阻抗带宽为12．5％,且在此频段内轴比均小于2dB。     

一种用于GPS的单馈点圆极化微带天线

在FR4基板上,通过在标准矩形微带天线贴片上切去部分而形成圆极化的工作方式,设计了一种单馈点圆极化微带天线。仿真实测结果表明,天线工作在1．590GHz的GPS频段,工作频带上轴比性能良好,得到的天线各项性能参数,满足GPS接收机所需天线的性能要求。     

Impact of EBG Structures' Positions on the Performance of an EBG Antenna

Six circularly polarized patch antennas with electromagnetic band gap (EBG) arranged at different locations were studied. These EBG antennas were compared in terms of impedance bandwidth, axial ratio (AR) bandwidth and radiation patterns. When the EBG cells were placed closer to the edge of the substrate, the EBG antenna had a larger front radiation and a narrower bandwidth. Integrating the EBG cells closer to the center of the patch resulted in a wider impedance bandwidth, a wider axial ratio bandwidth and a decreased front gain.     

Design of dual-band shared-aperture circularly polarized antenna with a wide beam for aircraft platforms

Most of published shared-antennas focus mainly on the characteristics of multi-band and multi-polarization, that is, a high profile and a complex structure. A dual-band circularly polarized shared-antenna is presented with a simple structure and wide beam coverage. Firstly, to reduce the size and weight, the shared-aperture antenna is applied for the quad-operating frequencies (UHF1/UHF2/S1/S2) with a stacked microstrip patch antenna and high dielectric constant substrates. All the quad-operating bands can be freely tuned by changing the lengths of patches. Secondly, the substrate with a high dielectric constant is added on the patch to improve the gain of the antenna in the low elevation direction, broadening the antenna beam. Next, to obtain the quad-band circularly polarization (CP) radiation pattern, the feeding structure with the broadband phase shifter is also designed. Finally, the proposed antenna prototype is fabricated and measured. Its measured impedance bandwidth, axial ratio and radiation pattern are in good agreement with simulation results. The proposed antenna has already been applied to a special airborne communication system. Additionally, the antenna synthesis method may be further extended to realize the shared-aperture circularly polarized antenna with more than two bands.     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。     

基于HFSS的圆极化微带天线的设计和仿真

设计了一种圆极化微带天线,采用表面开槽的方法来减小天线的尺寸和提高天线的整体性能,介质基板采用高介电常数的材料,通过选择适当的馈电位置和切角实现圆极化工作方式,利用HFSS软件对天线进行了电磁仿真和物理建模,优化了天线的各项参数,得出了驻波比、增益、轴比等仿真曲线。仿真结果表明,天线的增益和方向图特性良好,天线的尺寸明显减小,满足工程需要。     

高隔离度双极化SIC微带天线设计

为了提高双极化天线的隔离度,在缝隙耦合微带天线的基础上,提出了一种增强双线极化天线隔离度的新方法.该方法借鉴基片集成波导技术的思想,将基片集成金属过孔嵌入到缝隙耦合双线极化微带天线当中,在馈电层实现了双端口馈电的区域独立,提高了天线的隔离度;同时对整个天线通过基片集成金属过孔的嵌入,增强了天线的容性特征,减小了天线等效阻抗的虚部,极大地改善了双极化天线的匹配效果.通过Ku频段的双线极化天线设计实例,验证了这种方法的有效性.仿真结果表明,嵌入基片集成金属过孔的双极化天线隔离度比传统天线的隔离度提高了56%以上,对于-20dB的反射系数标准,天线的带宽拓展了110%以上.