一种Ku波段混合馈电频扫天线阵设计

研制了一种俯仰向波束固定,方位向频扫的Ku波段频扫平面天线阵.采用双层微带结构获得带宽约18%的宽带微带贴片天线作为阵列单元.天线阵俯仰向采用微带功分器及该种天线单元组成线阵.方位向为实现波束较大范围的频扫能力, 并提高天线阵的工作效率采用波导慢波线缝隙与线阵微带线电磁耦合结构进行馈电.在采用HFSS软件完成仿真设计的基础上,加工并测试了一套12×40规模的天线阵,结果表明该天线阵在工作频段内驻波比优于1.5,波束扫描范围大于80, 副瓣电平优于-20 dB,除中心频点外,增益大于26.5 dB.     

基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化方法

在推导出栅格天线阵列方向图的基础上,提出一种基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化的方法。此方法首先简化栅格天线阵物理模型,给出等效模型下的阵列方向图,然后以栅格天线阵的短边电流幅度为优化参量,以阵列天线方位面的副瓣电平为适应度函数,利用遗传算法的最优化搜索得到满足副瓣要求的电流幅度,再通过电流幅度计算辐射单元阻抗,最终设计出满足要求的低旁瓣栅格天线阵。为了验证该方法的有效性,对一种频扫微带栅格天线进行了优化,在电磁仿真软件中对优化后的天线进行了仿真,根据设计结果加工制作了原型天线并进行了测试,测试结果显示优化后天线阵的副瓣电平降低了5dB,优化效果明显。     

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。     

微带串馈天线阵的理论分析和仿真设计

论述了微带天线的基本理论、经典分析方法、天线单元的馈电方法以及微带阵列天线的形式、特性及馈电网络,从毫米波天线单元入手,研究了16元矩形微带贴片天线阵的设计方法,并给出了仿真结果,与理论计算值相符。     

C波段高增益圆极化微带天线阵的研制

论述了圆极化微带天线阵的设计方法。以工作频率为5.8GHz,32单元圆极化微带天线阵为研究对象,设计出了与馈电网络为一体、具有圆极化特性的微带天线阵,从而解决了圆极化微带天线阵馈电网络较为复杂、工程实现较为困难这一问题。实验结果表明该天线阵具有良好的圆极化特性,进而说明了该方法是有效可行的。     

高分子磁性基板微带天线设计及应用

高分子磁性微带天线单元与磁性微带天线阵具有普通微带天线所不具备的体积小、频带宽、工作环境温度达-40℃~ 50℃等优点。该文采用商用软件对此天线阵进行仿真设计,并制作了1 024单元微带矩形贴片组成的阵列天线,对其电性能进行了测试,结果表明计算与测试基本相符。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。     

基于FDTD的相控微带天线阵设计与分析

针对相控微带天线阵设计、分析过程的复杂性,提出了用时域有限差分法(FDTD)对微带天线阵进行建模,用仿真软件Emp ire获取数据,结合直线阵理论和传输线理论导出相应的公式,用M atlab进行数据处理的设计、分析方法。用该方法设计了一个七单元相控微带天线直线阵。优化设计后,分析了动态反射系数、方向图等。通过实例将该方法分析结果与仿真曲线进行了对比,其吻合程度验证了该方法的准确性。研究表明,这种方法有利于相控微带天线阵的快速设计。     

一种宽频带二元微带天线阵的设计与制作

设计了一种连续旋转馈电方式下层叠结构的双单元圆极化微带天线阵。讨论了利用调谐支节优化层叠结构微带天线阻抗带宽的方法,并在此基础上引入连续旋转馈电方式组成了二元微带天线阵。制作并测试了相应的天线阵,结果表明:采用层叠结构可以有效扩展微带天线的阻抗带宽,同时提高了天线增益,连续旋转馈电技术则提高了天线阵的圆极化纯度,测试结果与仿真吻合较好。     

圆极化微带天线阵的积木法设计

介绍中等增益圃极化微带天线阵的一种积木式设计方法。文中给出了X频段实验模型的圃极化单元和4元积木块设计,介绍了一种降低旁瓣电平的排阵方法,并比较了计算与测试结果,证实了方法的有效性。     

基于开口谐振环的微带天线互耦抑制研究

提出了一种通过加载开口谐振环隔离板来抑制微带天线阵元之间耦合的方法。首先设计了一款工作频率在6GHz的微带天线阵,然后在其阵列单元间加载单环SRR隔离板结构。该结构在特定频段具有带阻特性,可以有效抑制天线单元间的互耦,增加天线单元间的隔离度。最后利用HFSS软件进行了仿真与优化。仿真结果证明:该结构的引入能使微带天线单元间的互耦因子降低10d B左右,体现了较好的互耦抑制特性。     

双圆极化共形相控阵天线研究

设计了一种基于十字缝隙耦合双圆极化微带共形相控阵天线。首先设计了微带天线单元,分析了天线各结构参数对天线性能的影响。通过电桥向偏馈于十字缝隙上的馈线馈电,实现等幅、相差90°馈电,电桥的两个端口分别获得旋向相反的圆极化信号。然后对天线单元进行了测量,结果表明天线轴比小于3dB 的带宽为16%,驻波小于1.5 的带宽 为17%,波束宽度大于87°。最后对5×5 共形相控阵天线进行了仿真与测量,结果显示天线可以扫描60°,适合用作载体共形的卫星通信天线。     

一种宽带缝隙耦合微带天线阵列的设计北大核心CSCD

微带阵列天线具有增益高、剖面低、体积小、重量轻、成本低、易共形等优势,为了克服其频带窄、交叉极化强的问题,文中采用偏置缝隙耦合馈电、上层贴片、并馈网络等措施设计了宽带多层微带阵列天线。在等效电路分析基础上,结合仿真验证,分析了关键参数对天线单元阻抗匹配的影响,得出了单元最佳结构尺寸。采用了灵活的等功分并馈网络实现了8×8布局、45°极化的微带阵列天线。仿真和实测结果表明:电压驻波比VSWR<2的阻抗带宽达到48.8%,半功率波束宽度HPBW>9.2°时增益大于18 dB,交叉极化电平低于-22 dB,同时具备较深的零深、较低的副瓣电平。     

左手微带天线设计及其RCS计算

基于左手传输线结构,设计了左手微带天线单元及其4×4阵列,并对单元天线和阵列天线的辐射特性和散射特性进行了数值仿真计算与实际测量。数值仿真与实测结果表明,相比于矩形微带天线,左手微带天线在不影响辐射性能的情况下,大幅度地降低了天线带外的雷达散射截面(RCS)。左手微带天线克服了现有微带天线RCS缩减技术中的不足和缺陷,是在不损失天线辐射性能的前提下降低RCS的有效选择方案。     

Performance enhancement of a compact wideband patch antenna array using EBG structures

In this paper, a compact wideband linear microstrip phased array antenna (MPAA) is proposed. To reduce the size of MPAA, a compact wideband aperture coupled microstrip patch antenna (MPA) is utilized as array element. Size reduction of the array element is performed through incorporating an interdigital capacitor (IDC) in the patch and a metamaterial (MTM) unit cell close to slot in the ground plane of the antenna. By cutting two vertical slits from the slot, further compacting of the slot in the ground plane of array element is obtained. By this technique dimensions of the patch and slot are reduced by 12.9% and 12.2%, respectively. Furthermore, dimensions of the MPAA are reduced through decreasing the spacing between array elements causing the antenna performance degradation. To overcome this shortage and improve the radiation characteristics of the proposed MPAA, an electromagnetic bandgap structure (EBG) is utilized. The effect of implementing EBG cells on the reflection coefficient of the elements in the MPAA during beam scanning is studied in details. The maximum measured gain, bandwidth and cross-polarization level of the fabricated MPAA are 13.3 dBi, 24.4% and −40 dB, respectively making it a good candidate for monopulse tracking radar applications. The measurement results confirm the simulation results.     

使用混合单元的微带反射阵列天线

混合使用了两种形式微带贴片单元在Ku波段实现了反射阵列天线,一种形式为不同大小贴片,另外一种形式为带不同长度延迟线的贴片。通过使用两种形式的贴片,优化了贴片单元的反射方向图,使其最大反射方向始终朝向阵列最大辐射方向,从而保证了阵列的效率。仿真与实测结果表明,所设计的口径约为13.5波长的反射阵列天线在5.5%的带宽内,实现了效率大于48%的设计。     

一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计

该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子,并应用一种共面波导馈电网络,研究并设计了一种新型44毫米波天线阵列。这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽,而且价格低廉易于生产。仿真和测试结果表明,此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%, 3 dB增益带宽为37.1%,在工作频带内(40.2~70.0 GHz),最大增益为18.1 dBi。而基于其他技术设计的44毫米波天线阵列(如微带天线、偶极子天线)工作频带宽度一般在20%左右,增益一般在16~17 dBi。所以该文提出的天线阵列设计具有明显的优势。另外,仿真设计结果和实测的电参数数据有较好的一致性。     

C 波段定向共形微带天线的设计

本文研究设计了某C 波段共形微带天线。该天线在60mm*60mm 的有限尺寸范围内由4 个辐射单元构成 了一个2*2 的微带阵列天线。辐射单元采用开槽的形式,通过调整馈线插入深度,使馈线与贴片单元达到良好的阻 抗匹配。从仿真结果和实测结果可以看出,该天线电压驻波比在0 f ±20 MHz 的频率范围内均小于1.5,且实测方向 图与仿真方向图非常吻合,在0 f 处天线增益达到8.4dB,满足设计指标要求,性能优良,可以满足军事飞行器的使 用要求。     

一种新型低剖面、双频、双极化宽频带阵列天线的研究与设计

设计了一种结构新颖的双频、双极化基站阵列天线并进行了仿真和实验研究。双频阵列由采用新型印刷金属圆弧耦合馈电的圆环天线(低频)与交叉微带印刷振子(高频)嵌套构成。首次采用印刷金属圆弧耦合馈电拓宽了圆环天线带宽,并利用反相馈电技术提高了端口隔离度(<-28dB)、加强了方位面方向图的对称性、降低了交叉极化电平;对在双频结构中受影响较大的高频阵元进行了相位误差分析;最后给出了整个双频阵列的实测结果,与仿真理论值吻合较好。该阵列天线具有宽频带(806~960MHz、1710~2170MHz)、低剖面(35mm)、高极化隔离、结构紧凑、方位面波瓣恒定(65±6°)等优点,适合用于双频基站系统或星载/舰载通信系统。     

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。