基于皮亚诺分形结构的微带阵列天线设计

为了适应现代无线通信对高增益宽频带天线的要求,改善微带天线增益低、带宽窄的缺陷,基于皮亚诺分形结构,设计研究一款工作在X波段的高增益、宽频带微带阵列天线。该天线由64个分形辐射单元组成辐射阵列来获得较高的增益,同时增加了寄生层形成F-P谐振腔,有效地提高了天线的带宽。仿真和测试结果表明,在10 GHz处天线的增益为24.1 d Bi,小于-10 d B的相对阻抗带宽达到了12.6%,同时天线的口径效率为89.4%。相对于传统的矩形结构,减小了天线的尺寸,实现了天线的小型化。     

基于分形单元的微带反射阵列天线设计

分形呈现了自相似的图案,已被广泛应用于天线设计,以实现小型化和多频带。分形反射单元的提出,提供了一个在相位范围内更平滑的反射相位曲线。由于分形几何的空间填充性,反射阵面可以包括反射单元的种类较多。采用L系统法设计了一种"万"字形分形结构的微带反射单元,反射面的物理口径为300 mm×300 mm,反射单元规模为13×13。仿真和测试表明,在5.8 GHz处,天线的增益为22.6 d Bi,阻抗带宽为6.9%(从5.71~6.11 GHz),印证了"万"字形分形结构设计反射单元的可行性,研究结果为设计反射单元提供了一种有效的新方法。     

X波段低损耗高增益微带阵列天线设计

主要阐述了一个新颖的X波段4×4单元微带阵列天线的设计方法。阵列天线辐射单元采用空气介质的微带贴片天线,辐射效率高;阵列天线的馈线网络采用低损耗的空气带状线形式,降低了馈线损耗。详细给出了微带贴片天线设计公式和阵列天线阵间距的选择。阵列天线性能优良,已成功地应用到某X波段光电雷达项目中。     

一种新型的微带印刷振子阵列天线

本文介绍了一种新型微带印刷振子阵列天线,其特点是带宽可达１６％,副瓣电平低于－２５ｄＢ,中心频率可达－３０ｄＢ。它重量轻,透空性好,可折叠。     

一种新型全向高增益天线设计

通过对一个2.4GHz,4单元全向天线的研究设计,给出了一种具有良好一致性和高增益全向特性的新型印刷天线结构,并做出了实物样机.实验结果证明,该天线具有良好的全向特性和高增益特性,从而解决了全向高增益天线阵设计较为复杂、工程实现较为困难这一问题,说明该方法是有效可行的.设计的新型天线对于WLAN通信具有很高的实用价值.     

低剖面高增益阵列侦察天线研究

近年来,随着侦察系统的不断发展,侦察平台小型化对天线严格要求与天线理论的自相矛盾越来越突出,即 天线低剖面、小型化且高增益。为解决此工程实际问题,我们提出了一种开槽印刷天线为单元的阵列天线,在仿真优 化的基础上进行实测,此天线仿真与实测基本一致,具有带宽较宽、剖面低以及增益高的特点,很好的解决了实际工 程难题。     

一种高增益微波光子天线阵列的设计

设计了一种中心频率为20 GHz的8单元微带光子天线阵列,利用微波光子技术解决了传统微波技术在高频、宽带等方面的问题。天线单元为矩形微带贴片天线,馈电网络采用具有λ/4阻抗匹配枝节设计的多级T型等分功分器。采用光子上变频技术产生20 GHz的微波信号,光载微波信号经光纤传输后由阵列天线发射。利用三维高频结构电磁场仿真对该天线阵模型的搭建和优化进行仿真,结果表明天线阵仿真阻抗带宽为1.15 GHz,在带宽内最大增益为13.6 dBi。将天线阵列应用到微波光子系统发射端,测量结果表明,最大增益可以达到6.92 dBi。该天线阵列性能良好,可广泛应用于未来移动通信网络覆盖领域。     

一种结构紧凑的毫米波微带阵列天线

提出了一种波导带状线转换器,应用于毫米波多层微带阵列天线设计,减小了天线的厚度,并增加了天线的效率和可靠性.与采用传统的波导微带转换器、微带同轴转换器及同轴带线转换器的级联转换方案的天线相比,该多层微带阵列天线的厚度缩小了90%,实测为1.2 mm,天线效率增加了14%,实测为24%.     

一种微带缝隙阵列询问天线

介绍了一种单脉冲工作体制的微带缝隙阵列询问天线。设计了一副6 单元的微带缝隙阵列天线,通过选择合适的天线单元、调整馈电网络的幅相特性,使得天线阵列在13%的工作带宽内驻波小于1.6,差方向图获得良好的对称性,差波束零深低于-30dB,且和差波束不存在穿刺现象。显示了其良好的工程应用价值。     

高增益Ka波段EBG天线阵列的设计

电磁带隙(EBG)天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,以FSS作为EBG反射面,角锥喇叭作为辐射源,设计了一种可以工作在29.7³0.2 GHz,最大增益为23 dB的EBG天线,并对7个喇叭阵列进行了仿真分析,证明了该种EBG天线具有良好的工作性能,可以作为小型化单口径反射面多波束天线的辐射源,用于减小通信卫星的重量。     

一种赋形波束高增益微带天线

对于X波段垂直半全向天线,用传统的振子型天线实现较为困难,分析了一种用两片矩形微带串馈单元组合而成的阵列天线的阻抗和辐射特性,通过优化设计两单元天线的夹角和间距,实现了H面180°的宽波束设计,且在波束范围内的电平变化小于3dB,垂直方向3个单元串馈后得到天线的增益达10dBi。天线结构简单,性能良好,实际的实验结果和理论计算吻合较好。     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。     

K波段高增益低副瓣微带天线阵的设计

本文为工作于K波段的车载防撞雷达收发前端设计并制作了一款高增益低副瓣易集成的微带贴片阵列天线。该天线采用串并结合馈电形式,在满足各阵元激励同相不等幅的基础上,既有效减小了馈电网络的损耗,又实现了天线小型化。测试结果表明,该8×6元微带天线阵带宽为24.2~24.8GHz(VSWR1.5),最大增益可达20.2d B,第一副瓣电平-20d B,E面、H面的半功率波瓣宽度为16.7°和11.8°,其尺寸仅60mm×45mm。该阵列天线凭借其高增益、低副瓣、、结构紧凑体积小及性能稳定等优点,经验证实用性强,在汽车防撞雷达系统中有广阔的应用前景。     

一种新型极化捷变有源微带天线阵

本文提出了一种新颖的极化捷变放大器型有源微带天线阵,只要在馈电端电控单一有源电路就能实现整个微带天线面阵极化的捷变和信号的放大.利用角馈方形微带贴片设计了一副具有高隔离度和低交叉极化的新颖16元双极化面阵,并分析了天线阵的共极化和交叉极化方向图.介绍了有源电路的设计.该电路利用一专用电控移相器,通过改变场效应管(FET)栅极的直流控制电压,电控两极化端口间的0°或90°相差,实现天线阵由线极化到圆极化的捷变.低噪声放大器(LNA)不仅使有源天线增益提高12-14dB,而且改善了天线的驻波比带宽和隔离度.文中给出了无源双极化阵和有源阵的实验结果,证实了理论的有效性.     

一种高隔离度Ku波段双频双极化微带天线阵

介绍了一种新型的Ku波段双频双极化微带天线单元及其阵列设计.该阵列为多层结构,单元形式采用叠层的长方形贴片形式,实现宽带双频的性能.不同极化的馈电网络设置在不同的介质层,并采用了镜像馈电技术,实现高极化隔离和低交叉极化特性.4×4元子阵仿真与测试结果表明:水平极化和垂直极化端口相对阻抗带宽(VSWR＜2)分别达14.5...     

A High‐Gain Microstrip Patch Array Antenna Using a Superstrate Layer

A dielectric superstrate layer above a microstrip patch antenna has remarkable effects on its gain and resonant characteristics. This paper experimentally investigates the effect of a superstrate layer for high gain on microstrip patch antennas. We measured the gain of antennas with and without a superstrate and found that the gain of a single patch with a superstrate was enhanced by about 4 dBi over the one without a superstrate at 12 GHz. The impedance bandwidths of a single patch with and without a superstrate for VSWR < 2 were above 11%. The designed 2×8 array antenna using a superstrate had a high gain of over 22.5 dB and a wide impedance bandwidth of over 17%.     

用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线

本文给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果.本文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.     

基于零折射超材料的双频高增益微带天线*

基于双面对称单环开口谐振器对结构奇异的电磁特性,设计了一种频率可控的各向异性零折射超材料。将这种零折射超材料应用于普通双频微带天线,制备了中心频率为5. 15GHz 和6. 8GHz 的零折射双频微带天线。仿真和测试结果显示,由于零折射超材料的引入,天线的侧向辐射减弱,方向性增强。在低频工作时,零折射微带天线E 面和H 面半功率波束宽度分别减小了29°和10°,增益提高了2. 2 dB。在高频工作时,零折射微带天线E面和H 面半功率波束宽度均减小了16毅,增益提高了2. 4 dB。将零折射超材料应用于微带天线的介质基板,为高性能双频微带天线设计提供了有效途径。     

Ku波段DBS微带接收天线阵

介绍了一种Ku波段接收直播卫星电视信号的平面型天线。该平面型天线是一种由矩形微带贴片及其位于同一平面的微带线分支馈电网络组成的平面微带天线阵。采用商用计算软件对此天线阵进行仿真设计，并制作了由1024个微带矩形贴片组成的阵列天线，对其参数进行TN试，表明计算与测试结果基本吻合。最后用此天线接收了若干卫星上的Ku波段电视信号，效果良好。