基于矩量法的螺旋天线设计

螺旋天线具有宽波束、圆极化等特性。以往的轴向螺旋天线多为端射式,辐射方向单一。为弥补这一不足,提出了一种新型的中馈轴向螺旋天线。基于RWG(Rao-Wihon-Glisson)边元的矩量法,采用MATLAB仿真计算出中馈螺旋天线的方向图、反射系数、增益等重要参数。又利用高频结构仿真软件(HFSS)对所设计的中馈螺旋天线进行了仿真。通过两种方法仿真得到的结果吻合较好,仿真结果的正确性得到了验证。实验结果表明:中馈轴向螺旋天线不仅具有以往轴向螺旋天线所具备的定向性好和高增益等优点,还具有两个反向且强度相同的辐射方向,同时天线增益可以达到8dB以上,半功率波束宽度可达33°。这种天线可以应用到多边通信及中继通信等领域。     

基于有限元方法的螺旋天线设计

研究了一种用于中短距离通信的螺旋天线,分析了螺旋天线特别是轴向模螺旋天线的基本电磁辐射特性,介绍了有限元方法的基本理论和数值计算过程,并结合有限元法对螺旋天线进行了设计、优化,仿真出该天线的电参数和辐射方向图,然后将设计的天线模型进行通信实验。实验表明圆极化的轴向模螺旋天线通信质量良好,完全达到设计要求。     

微带巴伦馈电圆锥等角螺旋天线设计与实验

无源雷达导引头一般采用宽带天线以满足对空间辐射源的探测和跟踪。圆锥等角螺旋天线具有宽频带和圆极化的辐射性能,因此它是一种合适的无源雷达导引头天线实现方案。为了满足实际项目的需要,本文开展了圆锥等角螺旋天线的设计和实验研究。设计了具体的天线结构和参数,采用微带粘结技术实现圆锥表面共形的等角螺旋天线臂的加工和焊接。设计了一种超宽带微带平衡-不平衡转换器(巴伦)以实现对设计天线的馈电。在微波暗室内对加工的天线进行了测量,给出了辐射方向图、增益、轴比等测试结果。实验结果表明,对于频带1GHz到5GHz工作频率范围,本文设计和加工的天线性能可以满足技术要求,其实验结果为本天线的实际应用奠定了基础。     

基于粒子群算法的低副瓣螺旋天线设计

提出了一种单绕低副瓣螺旋天线的设计方法. 在单绕螺旋天线外加一个金属锥面来改变天线的辐射特性. 采用粒子群算法对影响天线方向图的参数,包括金属锥面两端的口径和长度进行了设计,以降低天线辐射方向图的最大副瓣电平. 仿真分析和实验测试结果说明在要求的1268.5±10 MHz频带范围内该天线驻波比小于1.15,天线方向图的最大副瓣电平低于-25 dB.     

一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

提出了一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线结构--正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线.在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德螺旋天线优良的辐射特性.仿真和测量结果表明:在2 GHz～10 GHz的频率范围内,与传统的阿基米德螺旋天线相比,正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线口径面积减少了47%.     

带异形反射腔和寄生螺旋的均匀升角轴向模螺旋天线

为了改善轴向模螺旋天线的辐射特性,在带有寄生螺旋的均匀升角轴向模螺旋天线基础上,设计了一种带有曲反射面背腔的螺旋天线,并用HFSS软件对天线的辐射特性进行了仿真分析。通过对比几种不同形式的螺旋天线的仿真结果,证明了该种螺旋天线可以有效地提高轴向模螺旋天线增益系数,圆极化一致性良好,是一种提高轴向模螺旋天线性能的有效方法。     

短螺旋天线改进设计

以提高天线功率容量为目标,提出了短螺旋天线的改进方案,数值模拟了螺旋主要结构尺寸对其辐射特性和最大场强的影响,给出了具有较高功率容量的短螺旋天线模型.工作频率为4.0 GHz时,改进后的短螺旋天线轴向方向性系数为8.75 dB,轴向轴比为1.22 dB,真空状态下的功率容量提高到64MW.将该单元天线应用到了高功率螺旋阵列天线的设计中,通过对阵列天线的实验测量说明了短螺旋单元天线的良好性能.     

机载螺旋天线辐射特性的研究

本文用螺旋的半圆近似法计算了阿基米德螺旋天线的辐射场。应用几何绕射理论（ＧＴＤ）导出了机载螺旋天线辐射场的计算公式。计算结果与实测结果进行了比较，两者吻合较好。     

小孔径螺旋型光电导天线的太赫兹辐射特性研究

研究了小孔径螺旋型光电导天线的太赫兹辐射特性.利用太赫兹时域光谱技术测量了螺旋型光导天线辐射的太赫兹波谱,得到了其时域发射光谱.通过快速傅里叶变换得到相应的频域光谱,同时对两种不同孔径螺旋天线的太赫兹辐射特性进行了比较.实验结果表明,太赫兹信号强度会随偏置电压的增大而增强;在偏置电压和泵浦光功率相同的情况下,较小孔径的...     

室内蜂窝用曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线设计

文中设计了一种用于室内蜂窝通信的正弦波曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好的延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德缝隙螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在0.4GHz～2.5GHz的频率范围内,与传统的阿基米德缝隙螺旋天线相比,文中设计天线口径面积减少了62.3%。     

小型化超宽带槽螺旋天线的设计

介绍了一种经过复杂变形的槽螺旋天线,该天线具有超宽的频带.与普通平面螺旋天线相比,该天线减小了天线尺寸,简化了天线结构.仿真和实测结果显示天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段0.75GHz～8GHz(10.7:1)上实测反射损耗小于-10dB,同时在频段0.95～8GHz上有较好的圆极化辐射特性.     

微带线-槽线馈电缝隙等角螺旋天线设计

被动雷达导引头为探测与跟踪目标可采用宽带等角螺旋天线,针对降低等角螺旋天线剖面,该文提出一种低剖面背腔式微带线-槽线馈电缝隙等角螺旋天线。微带线-槽线巴伦(Balun)中渐变微带线将同轴线激励的不平衡电场最终转化为槽线处平衡电场。实测结果表明,该缝隙等角螺旋天线实现了1:9的电压驻波比(VSWR)带宽,良好的辐射方向图与圆极化特性。在天线背面加入高度仅有0.05L(L为最低工作频率所对应自由空间中波长)的反射腔,腔内放置矩形环状吸波材料,有效拓展了天线低频段带宽。测试结果表明带有反射腔的缝隙等角螺旋天线实现了1:6.4的电压驻波比带宽,天线增益大于4 dB,良好的圆极化与方向图特性。平面化、一体化的馈电方式与低剖面反射腔有效降低了缝隙等角螺旋天线剖面,测试结果验证了该文所提出的微带线-槽线巴伦馈电缝隙等角螺旋天线设计方法的有效性。     

三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线的设计

为了提高矩形径向线螺旋阵列天线的极化和匹配性能,将顺序旋转相位技术应用于天线的设计中,提出了一种12单元三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线(子阵).螺旋天线作为单元天线.设计结果表明:天线具有较高的口径效率和良好的匹配特性,能在一定频带内实现微波的圆极化定向辐射,将多个子阵组合就可以构成高增益的大型阵列.同时,通过对子阵的特殊设计,使其具有较高的功率容量,为高功率微波的定向辐射提供了新的技术手段.     

平面等角螺旋天线脉冲辐射实验

在超宽频带内,自互补结构平面螺旋天线的输入阻抗值约188.5Ω(满足巴比涅-布克原理);在高斯微分脉冲的激励下,辐射电场波形具有高斯二次微分特性,可用于超宽带通信或雷达系统中.在高斯微分脉冲的激励下,用平面螺旋天线进行了收发天线实验,实验结果显示:天线的S11小于- 10dB的频率带宽范围与理论分析输入阻抗保持恒定值的范围一致;方向图的实验结果与理论也比较一致.研究表明平面螺旋天线可作为脉冲天线.     

四线螺旋结构GPS接收天线的设计

介绍一种基于微带馈电方式的四线螺旋结构GPS接收天线。该天线自带移相器和匹配网络，结构紧凑可靠。实验结果表明，该天线具有良好的阻抗匹配和辐射特性，天线参数符合实用GPS天线的需要，是一种实用GPS接收天线。     

背射模螺旋天线方向性研究及其应用

本文叙述了背射模螺旋天线的频率响应理论。基于电流行波的假设,求解了远区场的近似解析解。结果与Nakano的数值解基本一致,笔者应用该理论研究了以背射模螺旋作为馈源,导体圆板作反射器的新型天线的辐射特性。取得了具有实用意义的结果。     

一种小型化宽带螺旋天线的数值分析与实验

提出了一种始端为等角螺旋线、终端为阿基米德螺旋线的复合式小型化螺旋天线,改善了等角螺旋天线的低频特性,克服了阿基米德螺旋天线臂长带来的传输损耗大、效率低的缺点;并设计了一种适合单向辐射的微带线--平行双线宽频带巴伦.计算与测试结果表明:该天线的低频端阻抗特性优于相同尺寸的等角螺旋天线和阿基米德螺旋线天线,具有较好的方向图特性和圆极化特性.     

一种基于滤波器结构的多频振子天线设计

为了解决对称振子圆极化天线工作带宽窄、不易实现宽频工作的问题,利用低通滤波器的特性,以实现天线宽频带工作为目的,提出了一种将对称振子天线的辐射振子与低通滤波器串联成一路辐射振子的方法,实现了一副天线在VHF频段、UHF频段及L频段3频同时以圆极化方式工作,大大提高了对称振子天线工作带宽;同时采用螺旋加载方式,实现了天线小型化设计的目的,通过仿真设计以及天线实测结构验证了所提方法的有效性。     

2019 APEMC 国际学术研讨会——最佳文章(三)

A Novel Estimation Technique using K-order Models to Evaluate the Maximum Electric Field of Multiple-antenna Transmitters摘要:为了更精确的计算多天线发射机辐射的最大电场,文章提出了一种新型的基于K阶模型的估算方法。首先提出并讨论K阶估算方法的基本概念和详细的电场方程,建立多发射天线辐射电场的K阶模型,并利用该模型进行估算,以减小天线数量增加所带来的误差。然后,通过若干实验验证所提的估算方法的性能和有效性。例如,在评估一个普通房间中的双偶极子天线辐射的最大电场时,使用传统估算方法,最大误差高达8.5%。     

平面螺旋天线的设计与实现

平面阿基米德螺旋天线具有极宽的工作频带,但匹配平衡电路的宽频带实现则较难,尤其是在加反射腔以使其单向辐射时.在倍频程范围内,仿真并实际制作出了单向辐射的平面螺旋天线,给出了设计参数值,仿真结果及实测结果.