改善微带贴片相控阵天线轴比的方法研究

通过对微带贴片天线单元的仿真与优化,得出了法向轴比小于3 dB的右旋圆极化微带贴片天线单元;用所得的天线单元组阵得到9元相控阵天线,仿真得到其S11参数小于-16 dB、增益大于13 dB和轴比小于3 dB.针对微带贴片相控阵天线的轴比特性,提出了降低轴比的几种布阵方法,得到0.2 dB的轴比,最后分析并总结了改善微带贴片相控阵天线轴比的一般方法.     

S频段大扫描角圆极化相控阵天线研制

设计了一套S频段圆极化相控阵天线,该相控阵天线采用9个微带贴片天线单元进行优化排列与旋转组阵实现。通过HFSS软件仿真,在辐射功率10 dBW的情况下,该相控阵天线在方位360o俯仰±80o的大扫描角范围内,具有大于15 dBW的等效全向辐射功率（EIRP）,法向轴比在整个频带内平坦且小于0.5 dB。设计并装配好该相控阵天线后进行测试,得到扫描范围内大于15 dBW的EIRP值,同时测得法向轴比在整个频带内平坦且小于1 dB,测试值与仿真设计值吻合很好。     

一种新型圆极化贴片天线的研究

研究了圆极化微带贴片天线,通过在普通圆形贴片上开槽,提出了一种结构新颖的圆极化微带贴片天线.仿真以及实测结果表明,该天线具有较宽的3dB波瓣宽度(±50°)和良好的圆极化轴比性能,并且新型微带贴片天线的尺寸要远小于普通的圆形或圆环形贴片天线的尺寸.     

一种旋转馈电的圆极化微带阵列天线设计

为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。     

新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化,通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器,展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵,其辐射方向图具有良好的旋转对称性,由该子阵扩展形成的相控阵天线,有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例,仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动和轴比均小于3 dB,同时该天线具有低剖面（高度尺寸为0.08λ0,λ0为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点,非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。     

一种基于5G应用的圆极化微带相控阵天线

本文提出一款应用于5G频段,可实现方位面±40°波束扫描的圆极化微带相控阵天线。该相控阵天线单元是由矩形贴片、上下介质板、缝隙耦合馈电结构、金属反射板构成。利用切比雪夫综合法的一分八不等分功分器实现相控阵天线的馈电形式。测试结果表明,阵列天线的驻波比带宽为3.25 GHz～3.69 GHz,端口隔离度大于25 dB,扫描过程中增益最大为21 dB,增益衰落小于3 dB,最大扫描角处轴比为2.89 dB。该天线具有低剖面、高隔离度、高增益以及良好的波束扫描性能等优点。     

一种用于共形相控阵的宽频带宽波束双圆极化微带贴片天线

介绍了一种用于共形相控阵天线的宽频带宽波束双圆极化微带贴片天线,并利用Ansoft公司的电磁场高频结构仿真软件HFSS对所设计的天线进行计算分析。所设计的微带贴片天线在设计频段内反射损耗小于-20 dB,半功率波束宽度大于±60°。     

一种新型的X波段圆极化微带天线

该文采用双层方形贴片开对角槽的结构设计了一种新型的应用于X波段的圆极化微带贴片天线。通过仿真优化,天线轴比<3dB的带宽480 MHz,增益达到6.29dB,反射系数s11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.6%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。     

一种紧凑型双圆极化有源接收天线设计

设计了一种S波段紧凑型双圆极化有源接收天线,该有源接收天线将微带贴片天线与90°混合电桥、低噪声放大器集成设计,既实现了有源天线的整体小型化又提高了各器件间的连接效率;并通过背馈玻璃绝缘子和一种半差分的方式馈电,在改善微带贴片天线方向图对称性的同时,简化了传统差分式馈电的复杂结构.仿真和实测结果表明,该有源接收天线在2.2~2.3 GHz内端口驻波比小于1.47,噪声系数小于0.73 dB,主瓣内轴比小于2.4 dB,G/T值大于-13.9 dB/K,与已有公开文献的有源接收单元天线相比,在保持结构紧凑的同时,其G/T值有较大幅度提升.     

一种提高圆极化阵列天线宽角扫描特性的设计方法研究

通过对传统矩形和圆形微带贴片天线单元的仿真与优化,提出了一种低剖面宽波束圆极化阵列天线单元结构。用该天线单元采用顺序旋转布阵得到2×2子阵,再由子阵扩展成为8×8矩形阵列。通过HFSS仿真验证了该阵列天线具备理想的宽角扫描特性和圆极化特性,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动小于3 dB,轴比小于2.8 dB,同时天线还具有极低的剖面,高度尺寸仅为0.05λ0。针对传统圆极化阵列天线的扫描特性,分析并总结了一种提高宽角扫描特性的设计方法,可在不增加天线剖面的情况下,扩展单元波束宽度并抑制互耦,实现圆极化阵列天线宽角扫描。     

Ka频段双圆极化相控阵天线设计

设计了一个8×8的Ka频段双圆极化相控阵天线。该天线单元采用正交缝隙耦合馈电的多层贴片微带天线,并由一个小型化宽带3 d B枝节电桥实现双圆极化。为提高天线圆极化性能,依次旋转天线单元,形成2×2双圆极化天线子阵。以天线子阵为基础,扩展成8×8相控阵天线。HFSS仿真结果表明,天线在方位360°俯仰±60°范围内进行双圆极化扫描,轴比小于3 d B,且轴比带宽达30%。该研究结果可应用于卫星通信的双圆极化相控阵天线的设计。     

基于SP馈电网络的超宽带圆极化天线设计

提出了一种基于顺序相移(SP)馈电网络的宽轴比圆极化微带阵列天线。该天线通过将四个相同的圆形贴片辐射器连接在SP馈电网络的输出端,形成2×2微带阵列天线以实现圆极化性能。为保持馈电网络的紧凑性和圆形贴片辐射器的宽带特性,设计了一种不规则局部接地的方法。为获得天线的定向辐射并提高增益,在介质基板下方7.4 mm处设置一金属反射板。经过HFSS仿真软件优化分析,所提出天线的总尺寸为65 mm×65 mm×8 mm,小于-10 dB阻抗带宽为5～8.6 GHz(52%),3 dB轴比带宽为5.72～8.16 GHz(35%),在圆极化工作频率范围内增益可达10～12 dB。对所提出天线进行实物加工与测试,测试结果和仿真结果较吻合。     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

具有二次Koch分形边界的圆极化微带天线

设计了一种单馈点圆极化微带天线。微带贴片采用二次Koch分形边界的贴片结构,通过底馈方法激励起两个相互正交的简并模实现圆极化;采用CSTMicrowaveStudio@软件进行了仿真,其结果表明,在微带贴片的对角线上适当位置用探针馈电,可以实现圆极化辐射。对具有介质损耗的天线进行了仿真,结果与理想介质的差异较大。设计了一个右旋圆极化微带天线,并进行了测试。该天线工作于1．575GHz;VSWR小于2的阻抗带宽为51MHz;轴比为4dB;增益为3．8dB;贴片尺寸为42．4mm×42．4mm,可以用作GPS天线。     

LTCC宽频圆极化环形微带贴片天线研究

设计了一种低温共烧陶瓷( LTCC)宽频带圆极化环形微带贴片天线.该天线采用环形辐射贴片结构,在环形内部利用L型匹配支节连接以拓展带宽.通过使用威尔金森功分器加移相器对辐射贴片馈电,使耦合馈电端口的正交电场相位差90.来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅2.4 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过80 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到4.9 dB.实测结果与仿真结果相近.     

可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线

星载相控阵雷达因其平台的特殊性要求其天线具有大型轻质、可收拢展开的特点。设计了一种可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线。天线各层均采用柔性薄膜材料制作,相邻层间为空气,因此天线整体为柔性可收拢展开。采用两相互垂直的"H"形缝隙和双层微带贴片结构,并结合3 dB电桥实现了宽带和高隔离度的双圆极化。仿真和测试结果表明,该薄膜天线单元两馈电端口驻波小于2的相对带宽约为36%,极化隔离度大于32 dB,并给出了天线单元双圆极化波瓣方向图的测试结果,其3 dB波瓣宽度为64°,天线单元增益为6.2 dB,并设计了天线小阵。     

一种中心馈电圆极化天线设计

针对两维大角度扫描圆极化天线阵面的使用需求,设计了一种中心馈电的圆极化微带贴片天线单元,采用2×2的单元顺序旋转90°的方式解决了微带贴片天线轴比参数敏感的问题,单层微带贴片天线的选用,大大降低了有源相控阵天线的制作成本.采用HFSS对天线单元以及2×2旋转阵列进行电性能仿真,并根据工程使用要求进行样件加工,实测结果显...     

Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

宽带圆极化锥形辐射单元阵列天线的设计

基于L型探针馈电提出了一种宽带圆极化锥形辐射单元天线的设计方法。为了提高轴比带宽,馈电网络应用带L型馈电探针的宽带90°;电桥,锥台单元取代普通平面贴片作为辐射单元。4个单元组阵后可得到的峰值增益为12.7 dB。馈电网络在介质基板的底面以此来减小天线总体尺寸。测量结果与仿真结果吻合良好,天线可实现40.1%（VSWR<2）的阻抗带宽,42.7%的轴比（AR<3 dB）带宽。     

一种新型C波段宽带圆极化贴片天线的设计

采用电磁仿真计算软件HFSS设计并仿真了一种工作于C波段宽带圆极化微带贴片天线。天线采用双馈点对圆形微带贴片进行馈电,实现圆极化;选用两层聚四氟乙烯玻璃纤维板作为介质,通过底层馈电网络由探针穿过中间地板层对上层圆形贴片进行馈电,在探针周围用环形槽将探针与地板进行隔离,并增加了天线的谐振点,从而进一步扩展了天线频带。结果表明天线的相对带宽约为30％,并且E面、H面3dB轴比角度均大于90°。