一种宽带圆极化微带天线阵的设计与制作

文章利用天线的等效电路模型,分析了展宽天线阻抗和轴比频带的原理.提出了利用Wilkonson功分移相器结合翻转容性馈电结构来展宽微带天线的阻抗带宽和轴比带宽的方法.设计了工作频率为1.268 GHz、轴比小于3 dB的相对带宽为44.4%、在此频带内驻波比小于1.5的天线单元;并利用这样的天线单元组成四元圆形阵列,制作了天线阵,测试结果为圆极化带宽为23.8%,驻波比小于1.5,增益大于8dB.     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

X波段通信系统需要宽带圆极化天线,目前这类的研究很热门.介绍一种新型宽带圆形圆极化微带天线.该天线是基于空腔理论模型的设计方法,采用独特的切角结构,并用同轴馈电的方法,频率范围为8.25～9.28 GHz.在此讨论其展宽带宽和实现圆极化的理论与方案,描述所设计天线的3D结构,给出了设计仿真结果,数据显示驻波比带宽展宽到12%,轴比带宽为3%,表明了该设计能提高圆形微带天线的性能.     

一种新型基于负折射电路的类螺旋天线结构

 文章基于负折射周期电路结构,设计了一种宽带的类螺旋天线结构.该天线由两层介质板以及在其上构建的六个形似工字的谐振单元组成,通过50欧姆同轴馈电.相对螺旋天线,它构建更加方便.仿真和测试结果表明这种天线相对带宽高达30%以上,在频带宽度内有类似螺旋天线的三个辐射模式出现,增益均在5dB以上,其中中间模式具有全向辐射特性.     

2.4 GHz宽带圆极化微带天线的研究与实现

针对当前已有圆极化微带天线有效带宽窄、尺寸大等缺陷的现状，设计了一种应用于2.4 GHz无线传感网络的宽带圆极化微带天线.采用Ansoft HFSS建立了天线的模型，并对其主要结构参数进行了仿真分析，最终推导出了天线的最优结构参数.最优结构参数下的仿真结果显示，天线的-10 dB阻抗带宽达到了63.5%，3 dB轴比（axial ratio，AR）带宽达到了17.5%.同时，采用矢量网络分析仪对天线实物进行了回波损耗测试，测试结果与仿真结果吻合.最后，将设计的天线加载到CY2420通信节点上进行通信性能的测试，测试结果表明:加载了该宽带圆极化微带天线的节点在150 m处的平均丢包率为0.36%，且天线任意方向下的丢包率基本相同.从测试结果可以看出该天线具有良好的圆极化特性和实用特性.     

超高频RFID系统的宽带圆极化微带天线优化设计

提出一种全球通用超高频RFID读写器终端圆极化天线的优化设计方法。在传统叠层微带天线宽带化的基础上,通过加载中心短路柱和改进T型双馈电功分移相网络扩展天线的轴比带宽,并利用匹配调谐片进一步展宽天线的阻抗带宽,给出天线的设计思路,并进行了电磁仿真优化。最后对天线进行加工试验,测试结果表明在840~960 MHz频带范围内,天线驻波比小于1.5,轴比小于3 dB,增益可达9 dB。所设计的天线已成功应用于超高频四通道读写器终端。     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

采用四层介质耦合馈电结构,设计了一种新型宽带圆极化微带天线.选择方形倒角贴片为辐射单元,采用开路微带线耦合馈电,附加一并联调谐枝节,不仅拓宽了阻抗匹配带宽,而且有效改善了天线的圆极化轴比特性.利用这样的圆极化单元,组成四元圆极化天线阵.经过计算和测试,天线工作于3.0GHz时,单元和天线阵的阻抗带宽分别达到了14.3%和31.3%(VSWR<2),3dB轴比带宽分别达到11.67%和29.87%.这种结构的圆极化天线阵在无线通信等领域应用前景广阔.     

宽带圆极化犄角形缝隙天线设计

文章设计了一款宽带圆极化缝隙天线。该天线采用微带线激励犄角形缝隙,实现了宽带辐射特性。研究结果表明,该天线具有良好的阻抗匹配带宽和圆极化辐射性能,其阻抗带宽(S11<–10 d B)为24.8%(2.2~2.82 GHz),3-d B轴比带宽为29.2%(2.13~2.86 GHz)。     

基于十字形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线设计

为了改善微带天线的带宽性能,提出了一种采用十字形缝隙作为馈电方式,利用三个Wilkinson功分器组成馈电网络的宽带圆极化微带天线的设计方法。讨论了构建这种微带天线的基本技术,借助HFSS仿真软件进行设计和验证。依据设计结果委托专业研究所制作了实物天线,测试结果表明,该天线的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到40.38%和20.7%,中心频率为2.6 GHz,测量结果与仿真结果吻合良好,为低后瓣和宽带圆极化微带天线设计提供了一种新的工程设计方法。     

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。     

一种应用于相控阵的圆极化宽带宽角天线

针对目前圆极化相控阵天线带宽不足、扫描角度不够大等问题,设计了一种圆极化正交四叶草天线,并做试验研究了该天线在相控阵系统中的应用情况.该天线图案涂覆在印制板正、反两面,采用同轴电缆进行馈电,结构简单易于实现,在阵列中通过单元间隔离柱实现了大角度扫描匹配以及宽带轴比特性.文中给出了该圆极化天线的仿真设计结果、天线阵列样机...     

一种新型宽带双频段圆极化RFID读写天线

提出了一种新型宽带双频圆极化射频识别(RFID)读写天线,由上层的旋转对称折合振子和缝隙加载的方形贴片以及下层的紧凑型馈电网络构成。天线具有两个外部端口,分别激励低频0.9 GHz和高频2.45 GHz双频段的圆极化辐射。借助HFSS对天线进行了建模、仿真和优化,最后采用FR4板材制作天线实物并完成了试验测试。天线的外部尺寸为0.6λ0×0.6λ0×0.1λ0(λ0为0.9 GHz频点下的自由空间波长),测试结果表明,天线在低频段和高频段的-10 dB阻抗带宽和3dB轴比带宽分别为91.1%(4.9%)和87.8%(1.3%),频段内的峰值增益为5.48 dBic(3.63 dBic),最小轴比为1.1 dB(1.2 dB),在高低频段内,天线的辐射方向图对称稳定。该天线不仅能够满足全球通用型UHF频段(0.84~0.96 GHz)和ISM频段(2.4~2.5 GHz)RFID读写应用需求,而且具有低成本、易加工等优点,在物联网领域将具有很好的应用前景。     

基于PBG结构的宽带圆极化天线的新设计

分析了一种在高介电常数基板上周期性挖孔的PBG结构的阻带特性,然后在提出一种宽带圆极化天线的基础上,将这种PBG结构应用于天线底板,选择合适的栅格周期和孔半径,使得天线的谐振频率落在它的阻带范围内,可以很好地抑制表面波的传播,进一步改善天线的圆极化度。当天线工作于12.5GHz时,加载PBG结构的圆极化天线阻抗带宽达到20.6%(VSWR<2),3dB轴比带宽达到27.4%,这样的结果相对于普通圆极化天线而言,带宽有近10倍的增加。这种结构的圆极化天线在卫星通信等领域应用前景广阔。     

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。     

新型宽频带圆极化天线

设计了一种用于移动载体平台的新型天线,天线为圆极化、宽带、宽角覆盖且可嵌入载体平台安装.在微带天线的基础上,通过将高介电常数、空气介质层、频率选择表面(FSS)技术结合使用,实现了可嵌入式电小宽频带圆极化微带天线:对应波长仅为0.38λ(长)×0.38λ(宽)×0.09λ(高);相对带宽为14%;圆极化增益能在120°范围内大于-1dB.目前,该天线已应用于实际工程中,并取得了良好效果.     

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计*

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列.仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S11＜-10dB)和轴比带宽(AR＜3dB)分别达到了25.9％(32.2 ～41.8GHz)和20.1％(32.6～ 39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7％和14.7％,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低.     

基于开环谐振器的新型宽带功率分配器研究*

基于人工电磁材料开环谐振器,提出了一种结构紧凑的新型宽带微带功率分配器.通过在微带线上加载开口谐振环(SRRs)单元,使其在某个频段内呈现色散性质即支持后向波传播,从而实现宽带特性.该结构可简单地通过改变开环谐振器结构参数来调节功率分配器中心频率.测试结果表明,该功分器具有体积小巧、损耗低、易制作并方便与其他电路集成等优势.     

一种基于电调移相器的可重构天线

设计并实现了一种基于反射式移相器的极化可重构天线。该天线使用一对交叉摆放的领结型振子作为辐射单元,并在馈电网络中通过两路移相器调整双馈端口间的相位差实现线极化、左旋圆极化和右旋圆极化模式之间的切换。通过加载匹配枝节的方法扩展了反射式移相器的移相范围,提高了移相器的移相精度,降低了天线圆极化模式带内的轴比。所设计天线的中心频率为5.4 GHz,在线极化模式下10 dB 阻抗带宽为990 MHz,在圆极化模式下10 dB 阻抗带宽分别为760 MHz 和850 MHz,3 dB 轴比带宽分别为510 MHz和480 MHz。该天线在频带内具有稳定的波束方向图,其平均增益为5.3 dB,并且具有27 dB 的主极化-交叉极化隔离。最终的实测结果与仿真结果基本一致,表明该天线具有良好的性能。