高端口隔离度双极化贴片天线设计

针对WLAN的MIMO系统应用要求,并缩小天线所占据的空间,设计具有高端口隔离度的双极化贴片天线。采用共面带状线馈电的环形贴片和微带馈电单极贴片相结合形式,利用环形辐射元与单极子辐射元产生正交线极化的特点,实现双馈双极化天线。实验结果显示,所设计天线的工作频带范围为2.27~2.73GHz,端口隔离度在31dB以上。同时,单极结构辐射元主极化要比其交叉极化大25dB以上,环形结构辐射元在较大空间范围内其主极化比交叉极化大23dB以上。这表明所设计双馈双极化天线具有较高的端口隔离度,且有良好的极化纯度。通过结构参数调整,还可望同时覆盖5.8GHz频段,以满足IEEE802.11n标准要求。     

S／X双波段双极化共口径天线阵的设计

提出一种S/X双波段双极化共口径天线阵的新设计,以紧凑的三层结构实现了1:3的频率比.X波段采用双层贴片,并在下层贴片上开缝以提高其极化端口间的隔离度.S波段采用缝隙,刻蚀在X波段贴片的地板上,从而减少了阵列层数,简化了天线结构.仿真结果验证了本设计的有效性.X波段的相对阻抗带宽(S11≤-10dB)达15.5%(中心频率为9.6GHz),频带内隔离度大于25dB的带宽为1.2GHz,隔离度最大值达40dB.S波段为单层结构,相对阻抗带宽为5.5%(中心频率为3.3GHz).频带内隔离度优于27dB.试验阵列双波段交叉极化电平均低于-30dB.     

W波段双极化单脉冲天线设计

为了探测目标的极化特性,研制了工作在W波段的双极化单脉冲卡塞格伦天线.天线由主反射面、副反射面、馈源喇叭、正交模耦合器及和差器组成.天线主反射面口径为137 mm,馈源为五喇叭形式,正交模耦合器采用渐变波导匹配方案,和差器通过平面型定向耦合结构实现.通过将馈源喇叭、正交模耦合器及和差器集成设计,减小了连接损耗,压缩了天线纵向尺寸.测试结果表明,天线驻波带宽约3. 7 GHz,极化隔离度优于35 dB,和波束增益大于37. 9 dBi,副瓣电平优于-15 dB,差波束零深优于-25 dB.天线在W波段实现了较好地双极化单脉冲性能.     

双频双极化广播电视发射天线设计

双频双极化广播电视发射天线产品属于地面无线广播电视发射关键设备,该产品是辽宁数字广播电视设备集团有限公司(以下简称为公司)自主研发的一种双频段(FM调频段和VHF米波段)、双极化(FM调频双偶极子板天线为垂直极化,VHF米波四偶极子板为水平极化)阵列发射天线。     

一种P波段宽带双极化微带天线阵列

介绍了一种P波段宽带双极化微带天线单元及2元阵列的设计。天线单元设计中采用口径耦合理论和多层贴片结构,增大了天线的带宽,两个极化端口采用共面馈电;馈电网络设计中采用反相馈电技术有效抑制了交叉极化,采用短路耦合线实现反相馈电,降低了对天线带宽的影响。仿真结果表明,该天线阵实际增益达到11.8dB,水平极化端口在0.68～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为24%;垂直极化端口在0.63～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为30.6%,两端口隔离度高于40dB。     

一种新型宽频多通道（MIMO）天线设计

通过创新性采用两个天线共用一个辐射体的方法,设计了一款双频双极化两通道天线.垂直极化天线采用锥形天线原理,水平极化天线采用半波对称振子原理.通过在宽频锥形辐射体圆形筒上开缝隙的方式,设计得到3个水平极化半波对称振子.仿真结果表明,该天线带宽特性好、单元间隔离度高.垂直极化天线在端口回波损耗小于-10dB的情况下工作带宽为67％.和前人设计的该类型天线相比,本设计弥补了宽频天线仅有一个极化的缺点,垂直极化单元拥有更宽的工作带宽,且两个天线单元的极化方式正交,实现形式简单,结构可靠,成本低廉,有很好的运用前景.另外,通过适当结构参数的调节,也可以使天线工作在其他所需要的频段.     

W 波段宽带正交模转换器研制

为满足W波段双通道接收系统的需要,实现将天线接收到的线极化或圆极化电磁波分离出正交的垂直极化和水平极化电磁波,研制出了工作频带宽、性能优、结构简单、适合大批量生产的波导正交模转换器(OMT)。在80～102GHz频带内,即相对于中心频率91GHz的24%频带内,测得水平极化传输损耗典型值为0.8dB、垂直极化传输损耗典型值为0.4dB;各端口回波损耗优于15dB;隔离度典型值为21dB。     

新型小尺寸带引向器波纹开眼对拓型Vivaldi天线

基于传统对拓型Vivaldi天线, 提出一种新型小尺寸对拓型Vivaldi天线.采用波纹、开眼和引向器等结构来展宽天线的工作带宽, 并分别对这三种结构对带宽的影响进行了分析.利用HFSS仿真优化得到的结构参数, 分别在两种介质材料上, 加工并测试了带引向器波纹开眼对拓型Vivaldi天线, 实测与仿真结果吻合.仿真与测试结果表明:两种介质上的天线工作频带均包含3~20 GHz, 尺寸仅为42.56 mm×40.16 mm×0.813 mm, 带内回波损耗S₁₁低于-10 dB, 带内增益均大于3 dBi, 最大增益达7.3 dBi, 交叉极化均小于-15 dB, 50%以上的频带交叉极化小于-20 dB, 最小可达-25 dB, 天线具有稳定的方向图, 良好的波形保真度, 是一种宽波束天线.     

电下倾宽带贴片天线设计

针对室内壁挂基站应用要求,采用对称角形缝隙加载正方形贴片,实现具有电下倾辐射特性的低剖 面宽带贴片天线结构。实验结果表明,设计天线S11 参数小于-10dB 的相对阻抗带宽为5. 15%。在工作频带内,天 线辐射场可产生约30毅的下倾角。并且可通过馈电位置的改变,实现辐射场下倾角的调整。水平平面辐射方向图表 明,在120毅范围内,其垂直极化辐射场要比水平极化高10dB 以上,表明天线具有良好的垂直线极化特性。工作频带 内天线的增益约为6dBi。该天线可内置于壁挂基站以减小设备尺寸。     

一种宽带双极化波导阵列天线的设计

设计了一种适用于雷达、通信等领域的宽带双极化波导阵列天线。天线的垂直极化信号通过波导阻抗变换直接馈电实现,水平极化信号通过由垂直极化信号馈电、缝隙耦合的方式实现。设计的阵列天线在12 GHz～15 GHz的频带内驻波比小于2,交叉极化低于25 dB,单元增益在带内大于8 dB,波束宽度大于60°。加工天线后实测结果与仿真结果吻合,该种阵列天线既适合固定波束阵列天线,又适合具有相扫功能的阵列天线。     

一种宽带平面水平极化全向天线

提出一款宽带平面印刷全向天线。Vivaldi天线具有超宽频、端射、低旁瓣等特点。基于四个环形旋转的Vivaldi天线实现宽带宽波束全向水平极化天线。该天线表面具有均匀同相电流,因此可以等效电小环天线。对Vivaldi天线的辐射原理、输入阻抗等问题进行了讨论和仿真分析。一分四功分器输出端口与Vivaldi天线输入宽口之间采用微带阶梯阻抗变换器实现宽带匹配。天线采用PCB印刷工艺实现,测试结果：平面全向天线工作带宽3.6~6.6GHz(S11<-10dB,不圆度小于3dB。     

一种双极化微带天线阵的设计

给出一种双极化微带天线阵的设计,分别对单元和馈电网络进行了研究.设计、测试了一个X波段的天线阵.测试结果,两种极化端口的阻抗带宽均大于14.6%(电压驻波比小于1.6),端口之间的隔离度优于34dB.水平极化端口的交叉极化电平抑制优于-26dB,垂直极化端口的交叉极化电平抑制优于-24dB.该天线可以作为合成孔径雷达有源相控阵天线的子阵.     

一种新型的双频段超宽带双极化天线

提出一种集成双频段、双极化、超宽带特性的新型天线。该天线通过双枝节结构形成双频,利用多节阻抗匹配的巴伦馈电、宽缝形式对称U型辐射面结构实现超宽带,并采用介质板±45°正交以及合理馈电和交叉位置布局形成双极化。结果表明,这款天线既可工作在824~960 MHz的全2G通信频段内,又可工作在1.7~2.7 GHz的全3G通信频段内,并且在两个频段内回波损耗≤–14 dB,两端口间带内隔离度≤–30 dB,交叉极化电平≤–20 dB。     

具有谐波抑制功能的双极化缝隙天线

针对微波能量传输领域中接收天线与发射天线发生极化失配时,整流天线接收的能量会急剧下降的问题,设计了一款工作在2.45 GHz具有谐波抑制功能的双极化缝隙接收天线,该接收天线本身发生一定角度旋转时仍可通过双极化的特性接收能量。通过在贴片上开大小合适、结构对称的缝隙,实现天线水平极化和垂直极化;运用缺陷地结构,实现谐波抑制功能。仿真结果显示,在2.45 GHz处,天线的隔离度高于17.6 dB,增益3.9 dBi,阻抗匹配良好,在二次、三次谐波处天线的回波损耗为-0.38 dB和-0.96 dB,仿真结果和实测基本吻合。     

高隔离度宽带双极化微带天线设计

双极化天线由于具有极化分离的优异性能,在无线通信系统中引起了广泛关注,因此本文设计了一个高隔离度宽带双极化微带缝隙天线.为了获得高隔离度特性,该天线采用两个不同结构的微带线馈电,分别激励起垂直极化和水平极化模式.同时在地板上开缝隙来展宽天线带宽和实现天线的小型化.仿真优化结果表明,该天线端口1和端口2的阻抗带宽分别为51%和62%,在1.71GHz~2.69GHz整个工作频带范围内两端口之间的隔离度高于40dB,且结构简单,适用于移动通信的实际应用中.     

超宽带低剖面Half-Vivaldi端射天线孔径设计

为了减小天线剖面,以满足实际工程应用需求,在传统Vivaldi天线的基础上,根据其工作机理和镜像原理,设计垂直极化端射的超宽带低剖面Half-Vivaldi天线孔径。该天线孔径由Half-Vivaldi天线和金属地板组成,与Vivaldi天线相比,设计的天线孔径具有明显的小型化效果。仿真优化了天线孔径的相关参数,仿真结果表明,天线在2.99～18.3 GHz频带范围内满足电压驻波比小于2,相对带宽达143.66%;天线在2.99～17.1 GHz频带范围内,随着频率升高增益逐渐增大,整个频段天线增益都保持在4.3 dBi以上,最高可达10.3 dBi。     

一种新型超宽带双极化EMC测量天线

针对目前大多数波导喇叭电磁兼容(EMC)测量天线存在的重量重、频带窄和单极化等问题,设计了一种新型超宽带Vivaldi双极化EMC测量天线。通过将2个相同的Vivaldi天线十字正交安装,实现双线极化功能;优化2个天线的馈电位置,实现2个天线高隔离、方向图一致、对称、平缓和交叉极化低等技术要求。利用ANSYS HFSS电磁仿真软件对天线进行仿真分析,结果表明,0.6～6 GHz时,辐射方向图在±55°内平缓、对称、无凹坑,满足探头天线的使用需求。整个频带内交叉极化<-25 dB,2个输入端口隔离度≤-28 dB,完成了对天线实物的加工,其测量结果与设计结果较好地吻合,满足了作为EMC测试天线的使用需求。     

一种新型Ku频段宽带高增益双极化微带天线阵列

介绍了一种新型的Ku频段宽带高增益双极化微带贴片单元及96元阵列的设计。设计中单元采用层叠贴片天线结构,提高了单元的带宽和增益,两个极化端口采用分层馈电,其中水平极化端口采用共面馈电,垂直极化端口采用探针背馈。在馈电网络的设计中引入反向馈电技术,降低了交叉极化。仿真与实测结果表明:该阵列增益达到了26dBi,口径效率约为51%,交叉极化电平小于-30dB,水平极化端口相对阻抗带宽达11.3%,垂直极化端口相对阻抗带宽达13.7%,两端口隔离度高于40dB.     

Ku波段双频正交极化微带阵列天线

设计了一种Ku波段双频正交极化256元微带阵列天线。该阵列天线的正交极化辐射通过共面微带线和背向探针分别进行激励,并结合阵列馈电网络的有效设计实现了宽频带、高隔离和高增益性能。仿真和实测结果表明,该阵列天线的垂直极化端口相对阻抗带宽（S11≤-10 dB）达到21.04%,覆盖频率范围10.7～13.33 GHz;水平极化端口相对阻抗带宽达到27.86%,覆盖频率范围12.4～16.37 GHz;两极化端口隔离度高于40 dB;工作带宽内天线增益达到28～30.1 dBi。     

Ku波段宽带双频双极化微带天线阵的设计

利用口径耦合理论、反相馈电技术和单层微带贴片结构设计出一种Ku波段宽带双频双极化微带天线阵。利用电磁仿真软件对天线阵的结构参数进行了仿真和优化。实测结果表明:水平极化端口在11.59～13.02GHz频率范围内驻波比小于1.5,相对阻抗带宽为11.62%;垂直极化端口在13.58～14.55GHz频率范围内驻波比小于1.5,相对阻抗带宽为6.9%,双极化端口隔离度小于-33dB,两个波段的最大增益分别为21.8dB和20.4dB,与仿真结果一致。