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.     

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。     

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。     

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。     

基于寄生耦合单元的多频段微带天线设计

通过在金属贴片边缘增加寄生耦合单元,设计了单馈点、易共形的紧凑多频段微带天线.该微带天线由地面、馈电传递单元及其两侧边缘的一个曲折线形贴片寄生耦合单元和一个T形贴片寄生耦合单元组成.天线的谐振频率和带宽由2个寄生耦合单元的结构尺寸以及寄生单元与馈电传递单元之间的相互耦合共同确定,可以通过调整寄生耦合单元的结构参数独立调整各谐振频点.通过计算电磁学软件分析了各结构参数对谐振频率的影响,并仿真了一种典型情况的天线,其工作频段为0.972~0.988 GHz、2.178~2.27 GHz和3.293~3.356 GHz.该天线仿真和测试结果符合得很好,验证了可通过单馈点激励多个寄生耦合单元的方法有效地设计多频段天线.     

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。     

GPS双频圆极化微带天线的设计

设计了一种新型测量型GPS微带天线.这种天线采用双层贴片结构的形式,上下两层贴片均采用了均匀分布的四馈点馈电方案,在要求的带宽内满足双频(L1/L2)圆极化特性的同时实现了小型化.采用对天线贴片切角和添加短截线的综合方法,有效地提高了天线的辐射效率.利用HFSS软件对天线模拟仿真与优化,并进行实物加工.模拟结果表明,在...     

紧凑型四频微带贴片天线的快速设计

多频天线能满足多功能通信系统共用一个发射天线的需求,符合系统集成化的趋势.本文通过在正方形微带贴片上开槽与增加销钉的方式,提出一款紧凑型四频微带贴片天线,给出了快速设计流程.改变开槽的大小和销钉的位置可以控制各工作频段的中心频率和输入阻抗,并使用商业软件对天线进行了全波仿真.通过仿真和实测得到天线各工作频段的回波损耗S₁₁参数及辐射方向图,验证了设计思路和天线性能参数.该模型的设计对多系统兼容性天线的设计具有一定意义.     

共面波导宽频带微带缝隙天线的设计与分析

为了扩展微带的天线频宽,减小微带天线尺寸,扩大其在小型化宽频带通信系统的应用,提出一种改进的基于共面波导(CPW)的宽频带微带缝隙天线.采用较低介电常数(εr=2.2)和厚度薄(h=0.8 mm)的材料作为微带天线基板,使得天线尺寸缩减了30%.利用CST Microwave Studio仿真软件对其进行仿真,得出输入反射系数曲线S11和辐射方向图,其中心工作频率为3.52 GHz,获得52%的阻抗带宽(S11<-10 dB),频率范围是3.07～4.11 GHz,频带得到展宽.根据对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到理想天线尺寸.实验结果表明,共面波导宽频带微带缝隙天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,采用共面波导馈电是可行性和有效性的.     

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。     

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.     

PBG结构方形切角微带天线的设计

介绍了一种在传统方形切角微带元上加PBG结构的微带天线。在辐射元的四周刻蚀了等间距的方型贴片,并在中心过孔与地板短路,形成高阻抗表面(HIGP)。仿真和实测结果表明,通过在方形切角微带元四周加高阻抗表面(HIGP)结构,能使天线在不改变园极化特性的基础上,有效地改善天线的前后比,提高天线的增益并有效减少天线的尺寸。     

基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式,本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究,分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响,利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模,该微带阵列天线的方向图特性良好,工程上实现比较方便。     

一种半U型开槽叠层宽带微带天线的设计

为了扩展微带天线频宽,缩减微带天线尺寸,更多的在宽频带小型化的环境中应用,利用多层技术、缝隙耦合技术,根据对称性原理,在辐射贴片和寄生贴片上分别开半U型槽缝,提出了一种新颖的半U型开缝叠层宽带微带天线.这种天线增益较高,方向性较好,阻抗带宽达到20.8%,其平面尺寸相比传统的U型开缝叠层天线缩减了50%,在小型化上做出了尝试.因为天线结构紧凑,单元之间的互耦效应小,所以十分适合组阵.最后仿真并加工制作了4单元子阵,实测效果令人满意.     

具覆盖层微带贴片天线的时域有限差分法分析

采用时域有限差分法模拟了具有覆盖层微带贴片天线的瞬态特性 ,为实现含多种介质复杂结构天线的分析应用理想匹配层吸收边界条件和网格共形技术模拟同轴线的馈电 ,求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率 ,并进一步求解辐射方向图 ,讨论了不同介质覆盖和空气隙对微带贴片天线谐振频率和辐射特性的影响 .     

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.     

圆柱共形全向微带缝隙天线阵的设计

该文设计了一种圆柱体表面共形的全向微带缝隙天线阵.该天线采用低剖面缝隙天线作为阵列单元,利于实现共形;采用H形缝隙对天线单元进行小型化设计,以实现较小间距的组阵,从而获得较好的方向图不圆度.对提出的天线进行仿真设计及优化,获得了5.35％的相对带宽,仿真增益达到4.2dBi,H面不圆度≤1.5dB.     

Ku波段电磁涡旋相控阵列天线设计

为了能产生性能更好携有轨道角动量的涡旋电磁波,采用微带天线技术,设计了一种新型的相控微带阵列天线.以同轴馈电的圆微带天线为单元,将8个、16个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上分别组成两个单圆环和一个双圆环结构的相控阵列天线,并采用等幅且同一环的相邻单元间相位差为常数的方式进行激励.通过电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS建模并优化,单圆环和双圆环阵列结构均在中心频率为15 GHz处获得了携有轨道角动量的涡旋辐射方向图.结果表明:虽然单圆环结构的相控阵列天线可通过增加阵元数来改善电磁涡旋性能,但不可避免的造成更大的天线体积;而利用双圆环结构,由于增加一个内环设计自由度,结合内外环的协同优化仿真,通过设置适当的天线阵列结构和相位延迟,双圆环结构较单圆环结构产生的涡旋电磁波有更小的中心轴线开口张角,具有更强的涡旋方向性和更高的辐射增益.     

一种新型宽带微带缝隙天线的设计

在传统结构微带缝隙天线的基础上,设计了一种采用叉状分支共面波导馈电的宽带微带矩形缝隙天线。在保证共面波导特性阻抗始终为100Ω的前提下,通过调整馈电结构中主臂和分支的尺寸以及槽线宽度可以获得较好的匹配。仿真和实验测试表明,该新型宽带微带矩形缝隙天线工作于7.00 GHz时,匹配带宽达到了67.60%,电压驻波比小于2。     

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。