基于半模基片集成波导馈电的Vivaldi天线设计

文章基于HMSIW(Half-mode Substrate Integrated Waveguide)结构,设计了一款Vivaldi天线。首先利用基片集成波导技术设计了一个低损耗、具有良好传输特性和带内匹配特性的SIW-微带馈电巴伦,简化了传统巴伦结构的复杂性。仿真结果显示,天线工作在7.5 18.3GHz,相对带宽为83.7%(S11<10dB),中心频率增益约为11.3dBi。天线结构紧凑、剖面低、易于集成,同时具有较宽的带宽和较好的方向特性。     

一种平面宽带平衡准八木天线设计

设计了一种平面宽带平衡准八木天线,该天线由双面印刷的电偶极子和反射器以及单面印刷的两个引向器组成。所用介质基板的相对介电常数为2.2,其尺寸为29.5 mm×27.0 mm×1.0 mm。利用电磁仿真软件IE3D对该天线的参数进行了仿真优化,得到了其阻抗带宽、增益、辐射方向图等特性。仿真结果表明:该天线的阻抗带宽从4.1 GHz到10.8 GHz(S11–10 dB),相对带宽可达到89.9%,增益平均值为5.08 dB,增益的波动范围为3.73 dB到6.28 dB,此外该天线具有稳定的定向的辐射方向图。     

圆柱共形介质埋藏微带天线设计与研究

将天线进行介质埋藏可解决传统天线裸露在空气中受到氧化腐蚀等问题, 同时增强天线的隐蔽性, 扩宽天线的带宽.共形天线不仅可以提供期望的天线性能, 还不会影响载体本身的机动性能.文章将介质埋藏和共形结合提出了圆柱共形介质埋藏微带天线, 并使用电磁仿真软件CST对该天线进行了设计优化和仿真实验, 同时制作了实物天线, 进行了测试.测试结果表明:该天线反射系数小于-10 dB的工作带宽为440 MHz, 比埋藏前的工作带宽340 MHz增加了29.4%;在工作频段内最大增益达到8.0 dB, 相比埋藏前的最大增益8.5 dB降低了0.5 dB, 但是该天线的增益还是达到实际天线要求的, 且增益降低幅度小.所设计天线在方向图、驻波比、阻抗匹配等性能上都满足实际条件, 并且具备更宽的半功率波束宽度.     

Ku波段双频正交极化微带阵列天线

设计了一种Ku波段双频正交极化256元微带阵列天线。该阵列天线的正交极化辐射通过共面微带线和背向探针分别进行激励,并结合阵列馈电网络的有效设计实现了宽频带、高隔离和高增益性能。仿真和实测结果表明,该阵列天线的垂直极化端口相对阻抗带宽（S11≤-10 dB）达到21.04%,覆盖频率范围10.7～13.33 GHz;水平极化端口相对阻抗带宽达到27.86%,覆盖频率范围12.4～16.37 GHz;两极化端口隔离度高于40 dB;工作带宽内天线增益达到28～30.1 dBi。     

一种宽频带高增益16单元微带天线阵设计

设计了一个中心频率为6.52GHz具有宽频带高增益特性的16单元微带天线阵。综合运用H型缝隙耦合馈电技术、插入空气层技术和在贴片天线上切角的方法展宽天线的带宽。该天线阵由两层介质板构成,采用反相馈电可抑制高次模的耦合,交叉极化电平低。使用三维电磁场仿真软件AnsoftHFSS对该天线阵进行仿真优化,并根据仿真结果做成实物加以验证。对实物的测量结果表明:天线阵仿真阻抗带宽(S11≤-10 dB)为21.5%,增益为19.85 dB;实测阻抗带宽(S11≤-10 dB)为22.5%,增益为18.8 dB。天线阵性能良好,能满足工程实际要求。     

加载辐射体异形机载天线的设计

针对常规蝶形天线存在尺寸较大的问题,结合天线宽带加载技术,提出了一种实现机载蝶形天线宽频带和小型化的思路,设计了一种工作在200～400 MHz频段,在蝶形主辐射体侧边加载小辐射体的机载天线。采用FR4介质印制板对天线辐射体以及馈电巴伦制作,同时采用金属背腔,实现天线单向辐射特性。天线仿真与测试均可以达到较好的效果,该天线具有67%的相对带宽(VSWR≤2),增益≥4 d B。     

一种新型UWB平面单极子微带天线阵的设计

提出了一种新型平面单极子微带天线阵,以平面矩形单极子天线为原型,通过改变辐射贴片的形状实现对原有天线性能的优化。设计了中心频率为2.4 GHz,相对带宽是42%,增益达13 dBi的宽频带四单元平面单极天线阵。通过仿真与实验表明,该天线在1.93 GHz~2.93 GHz频带内反射系数均小于-10 dB。     

微带巴伦馈电圆锥正弦天线设计与实验

以双极化被动雷达为应用背景,开展了圆锥正弦天线的结构设计与实验方面的研究。圆锥正弦天线是将平面型四臂正弦天线设计成与圆锥表面共形的形式,采用微带粘结法加工而成。引入两个微带指数渐变平衡-不平衡转换器(巴伦)实现对四臂圆锥正弦天线的平衡馈电。针对频率2～5GHz的范围,设计了具体的天线结构和微带巴伦,对实际加工的天线进行了实际测量工作。在工作频率范围内,测得的两个极化端口的输入平均电压驻波比(VSWR)约为2,增益均大于4dBi,极化端口隔离度约低于-20dB,辐射方向图具有较好的极化纯度。本文的研究成果对实际工程具有重要的参考价值。     

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。     

一种新颖的宽带圆极化单极天线

该文设计了一种新颖的宽带圆极化单极子天线,该天线采用微带馈电模式。天线由C型贴片和改进的地板组成,整个天线尺寸仅为25×25×1 mm3。通过在C型贴片上切角和在地板上增加三角形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。该文给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.35～12 GHz(相对带宽为93.6%),3 dB轴比带宽为4.15～11.8 GHz(相对带宽为95.9%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

一种CPS馈电的宽带圆极化双菱环天线

提出了一种新型的双菱环形天线,通过在双菱环内添加寄生环来提高天线的圆极化带宽,每个环上槽口的位置决定天线的圆极化特性。双菱环和寄生双菱环分别在低频和高频处产生圆极化波,从而使天线的圆极化带宽增加,3 dB圆极化带宽达到了24.1%,在圆极化频带内增益为10 dB以上。为了测量天线性能,设计了共面带状线到微带线的转换巴伦,因为巴伦和天线在同一个平面内,所以对天线的性能产生了一点影响。     

一种新型双环宽带圆极化微带天线设计

针对微带天线存在固有频段窄、辐射效率低,且难以获得高增益的问题,设计制作了一种新型双环宽带圆极化微带天线。天线贴片单元采用由槽型环和带状环组成的槽带状结构。槽型环和带状环分别在频率较低部分和频率较高部分各提供一个最小轴比值,通过两个最小轴比值的适当结合达到明显的带宽增强效果。天线利用宽带巴伦结构进行馈电,有效增强了阻抗匹配。通过参数优化和实物制作,仿真与实测结果表明,该天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和3 dB轴比带宽分别达到了37%和29.8%,增益达到6.4 dB。     

曲折臂形式的阿基米德螺旋天线小型化研究

把阿基米德螺旋天线的天线臂设计成曲折线的形式,以延长天线臂的电长度,从而达到小型化的目的.对几种不同折线方式的天线进行了仿真,选取一种最佳形式,对其进行了优化,并给出了一种宽频带双面微带线巴伦的设计方法.仿真与实验结果表明:在0.8～4.0GHz频段,与经典阿基米德螺旋天线的结果相比,天线的口面面积减小27%时,仍具有良好的阻抗特性、轴比特性和增益特性.     

无线数据采集系统914MHz天线的设计

提出了一种工作频率为914MHz的印刷偶极子天线。为了使天线获得宽带特性和平衡馈电,采用了微带线到共面带状线的巴伦馈电。仿真表明天线在830MHz~1030MHz左右范围内,回波损耗低于-10dB,相对带宽可达22%。在中心工作频点上,该天线具有良好的回波损耗,可达-50dB。且结构简单,易于制作和集成,可用于相关的无线数据采集系统中。     

加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线设计

针对乳腺癌检测、成像等医疗领域对天线高增益及宽频带的需求,研究设计了一款加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线。该天线采用双臂平面阿基米德螺旋天线作为辐射单元,在辐射臂外围间隔一定距离处加载金属圆环以改善驻波性能,并由指数渐变式微带巴伦作为馈电结构。天线顶部加载介质透镜,底部设置金属圆台形反射背板,实现了调整波束形状和提高天线增益的目的。加装圆柱形天线罩后天线高度约为87.53 mm,直径约为46.50 mm。仿真结果显示,天线在3－12 GHz 工作频带内回波损耗小于-10 dB,辐射方向图呈现良好的定向辐射特性,实测结果与仿真结果基本一致。     

The sinuous antenna-A dual polarized feed for reflector-based searching systems

The sinuous antennas have a numerous applications in military and civil systems such as direction finding systems and reflector feeds due to their superior broadband characteristics and simultaneous polarization capability. In this paper, design, construction and measurements of planar sinuous antennas are investigated for 1–5 GHz frequency range. Feeding sections of this antenna are realized by using microstrip tapered baluns. We have determined the microstrip tapered balun dimensions using Ansoft HFSS-simulation program. The performances of the manufactured antenna are measured using HP vector network analyzer. Polarization patterns and return loss characteristics of the designed antenna that have been measured in anechoic chamber, are presented.     

一种宽带分形自互补单极子天线的设计

提出一种结合分形与自互补理论的新型宽带单极子天线。辐射部分由Sierpinski分形图案的金属贴片和互补的缝隙贴片印刷在FR-4 介质板上构成,由微带线经阻抗变换后馈电。分形技术的利用使得该天线实现了20%的尺寸缩减,自互补结构则大大拓展了天线的带宽,两者的结合使得该天线在保持平面结构的同时取得优良的性能。仿真与测试得到该天线在4.98-9.93 GHz 频带内反射系数小于-10dB,具有66.4%的带宽,带内增益在1.3-3.3dBi 之间。该天线具有平面、宽带、小型化的优点,在小型化通信系统中具有良好的应用前景。     

新型低剖面阿基米德螺旋天线设计

设计了一款低输入阻抗的阿基米德螺旋天线。在传统阿基米德螺旋天线的始端加入宽度一定的指数螺蜷线,天线的输入阻抗得到降低,从而放松了对指数渐变微带线馈电巴仑的长度要求。该天线的输入阻抗为75Ω,这使得指数渐变微带巴仑的长度仅为22.5mm即可充分满足天线在2～10GHz频率范围内的馈电要求。天线采用深度为22.5mm(约为最大工作波长的15%)的反射背腔,测试结果表明:在2～10GHz的频率范围内,天线驻波比小于2.5,天线主辐射方向上的轴比小于4dB,方向图对称性良好。     

探地雷达阻性加载天线的应用研究

阻性加载技术可以有效拓展天线带宽、降低时域振铃.该文以双纽线构成平面印制天线的辐射臂, 分析阻性加载对其频域和时域特性的影响.通过数值仿真, 讨论了天线在两种阻性加载方式下阻抗带宽和时域波形的变化.设计了一款指数型微带转平行双线的巴伦, 并对巴伦和天线进行了加工及测试.测量结果表明, 天线时域波形拖尾振铃小于10%;在0.8~6 GHz频带内, 天线单元回波损耗小于-10 dB.将天线与雷达收发系统集成后, 进行地下目标探测实验.雷达探测结果成像清晰、浅层目标分辨率较高.该天线具有超宽带、低振铃、紧支撑等特点, 可满足便携式探地雷达的工程化应用需求.