基于BΦifot结构的双脊波导超宽带正交模耦合器设计

射电天文望远镜的发展对天线馈源的宽带性提出了更高的要求,作为实现双极化天线馈源系统的关键器件,正交模耦合器的宽带性能将直接影响宽带天线的性能。分析了双脊波导厚度对于水平/垂直极化波的影响,使用电磁仿真软件HFSS对水平/垂直极化波模式进行分析,对7 mm波段(30~50 GHz)的正交模耦合器进行了设计与优化,在50%相对带宽内,回波损耗优于-21 d B,正交隔离度优于-50 d B,为进一步开展毫米波宽带OMT的研究提供理论设计基础。     

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.     

基于Turnstile结构的超宽带正交模耦合器研究

正交模耦合器是反射面天线馈源系统中非常重要的无源器件,正交模耦合器的带宽决定了天线的工作带宽,其性能直接影响接收机的性能。为满足新疆天文台Q波段(30~50 GHz)制冷接收机的需求,描述了Turnstile结构的正交模耦合器,公共端口为圆波导,2个分支端口为标准矩形波导。应用电磁仿真软件HFSS对正交模耦合器进行了设计与优化。仿真结果表明,在50%相对带宽内,回波损耗优于-22 d B,正交隔离度优于-46 d B。为进一步开展毫米波宽带OMT的研究提供了理论设计基础。     

一款双频双宽带双圆极化Fabry-Perot谐振腔天线

文中设计了一款双频双宽带双圆极化的法布里-珀罗（FP）谐振腔天线。传统的FP天线具有高增益特性但是难以实现宽带及双频带工作，为了改善其性能，提出一种具有双频正相位梯度的部分反射表面，利用其正相位梯度特性弥补电磁波频率升高带来的空间相位变化，从而在较宽的带宽内满足FP天线的谐振条件以实现宽带辐射。通过加载寄生贴片以及缝隙耦合馈电的方式设计宽带圆极化馈源，并且采用人工磁导体结构替代传统的金属地板，在同一谐振腔高度下满足两个频段的谐振条件，简化了双频FP天线的结构。全波仿真结果表明，所提出的FP天线3 dB轴比带宽分别为10.1%和13.8%，峰值增益达到12.45 dBi和11.9 dBi,3 dB增益带宽分别为11.5%和14.8%。     

宽带高增益UHF天线

本文介绍的宽带高增益UHF天线是作者根据实际工程需要而研制的。实验证明该天线能工作在450MHz～1000MHz的频带,天线增益大干19.5dB,前后比大于25dB,特内电压驻波比优于2.5。文章在详尽的论述UHF频段各种天线的性能之后,着重介绍了作者自行设计的腔体套筒偶极子馈源的构成与性能。最后还给出了馈源和天线的性能测试曲线。     

一种C波段宽带正交模耦合器设计

正交模耦合器是实现天馈系统双极化的关键部位，适用于雷达探测、电子对抗以及无线通讯系统等多个领域。本文设计了一款Boifot型的C波段宽带正交模耦合器，通过垂直极化通路和水平极化通路的独立仿真，阐述了正交模耦合器工作带宽的扩展方法和工作原理。结果表明，在其工作频段43%的相对带宽内，回波损耗小于-20 dB，传输损耗小于0.07 dB，端口隔离度优于-57 dB，交叉极化水平低于-60 dB，实现了宽带低损耗高隔离的良好性能。     

宽带平面聚焦超表面及高增益天线应用

针对现有的聚焦超表面存在介质层数多、带宽窄的问题,提出了一种基于双层介质的宽带聚焦超表面,该超表面包含两层正交的金属栅格和一层金属箭头贴片,以此实现极化旋转功能,可在较宽的频带内提高天线增益。在9～12 GHz的频带范围内,使用一个F形微带贴片天线作为馈源,验证了提出的平面透镜的宽带波束聚焦能力。仿真结果表明,当加入聚焦超表面后,天线增益在11 GHz处达到最大值18.4 dB,在工作带宽内馈源天线的增益提高了8.95～11.04 dB。由于结构简单、频带宽,设计的聚焦超表面在控制电磁波和设计高增益天线方面有很大的应用潜力。     

一种宽带宽波束圆极化微带天线的设计

文设计了一款宽带宽波束圆极化微带天线。 天线采用堆叠的双层圆贴片结构,结合四点顺序旋转馈电方式,实现了宽带圆极化辐射性能;在叠层圆贴片周边加载垂直接地金属柱环形阵,利用波束引向作用和等效零模谐振特性,在大带宽范围内实现了半功率波束宽度(HPBW)的有效展宽,并保证宽带宽波束内的圆极化辐射性能。 对天线进行了加工、测试。 实测结果表明,S11 小于-10 dB 的阻抗带宽( 4. 54 GHz ~ 11. 50 GHz)为 87%,覆盖了期望的应用工作频带6 GHz ~ 10 GHz;轴比小于3 dB 的带宽达到了33. 1%(6. 71 GHz~ 9. 36 GHz);HPBW 在6 GHz~ 8 GHz 范围内接近100°,在整个带宽内均超过 75°;除了 9. 5 GHz 以上频段,工作频带内的 6 dB 轴比波束宽度覆盖范围都接近 200°,表明天线在宽带和宽波束内具有良好的圆极化性能。     

S波段宽带圆极化反射面天线口径合成阵列设计

为了实现固态源的宽频带空间功率合成,提出采用背射式的S波段宽带圆极化螺旋天线作为口径合成的反射面单元的馈源,避免馈线和副反射面对口面的遮挡.在同轴末端设计了折叠式扼流槽,抑制沿馈线的表面电流对馈源方向图的扰动,通过对锥形螺旋的几何参数进行优化,获得了38％的百分比带宽.对反射面单元和7元口径阵进行了仿真设计,仿真结果表明:口径阵工作带宽为2.3～3.4 GHz,带宽范围内增益大于31.5dB,轴比低于3 dB.     

一种频相扫阵列天线研究

研究了一种频相扫体制的阵列天线.天线采用空气带状线结构的馈电网络,结合宽带单元天线,实现了该阵列天线在一维上频扫、另一维相扫的特性.通过仿真、优化确定各部分尺寸,并对其进行了实物加工和测试,测试结果表明:1）空气带状线馈电网络的损耗相对较小,平均为2.5 dB;2）该阵列天线的相对带宽达到14.7%（在雷达领域属于宽带天线阵列）,其二维扫描角度均大于60°,在全带宽范围内,副瓣电平优于-18.5 dB,实现了一种频相扫体制的阵列天线.     

一种十字形缝隙耦合的Ku波段宽频带双极化微带天线

采用十字缝隙耦合,层叠贴片和微带线馈电的结构形式,设计了一种适用于Ku波段的宽频带双极化微带天线。利用电磁仿真软件CST 5.0微波工作室对天线的电特性进行仿真优化,并制作了实物模型,实测结果和仿真结果吻合良好。两馈电端口回波损耗小于-10 dB的阻抗带宽分别达到34.2%和28.7%,端口隔离度高于21.4 dB。     

基于复合腔结构的MEMS双模微带天线设计

设计了一种基于腔结构的双模偶极子天线,其频率在2.44GHz和4.38GHz,利用MEMS开关实现双波段的操作.根据偶极子天线原理,设计了单模微带偶极子天线,使用开关结构将两个单模偶极子天线连接在一起,实现了双模天线的功能.利用三维电磁场软件HFSS分析了设计结构,包括开关、天线,在0～10 GHz得出开关性能插入损耗在-1dB以下,天线回波损耗在-26dB以下.频率为2.44GHz时、回波损耗为-13.2dB、2dB的辐射效率为89%,频率为4.38GHz时,回波损耗为-21.9dB、3dB辐射效率为96%,带宽都在0.5GHz左右.     

一种连续通带宽带双工器的研制

设计并制作了工作在2.2～2.8GHz的带状线结构3dB定向耦合器和2只通带分别为2.2～2.5GHz及2.5～2.8GHz的8阶微带发夹线结构带通滤波器,利用该耦合器和带通滤波器设计制作连续通带宽带双工器,并通过ADS进行仿真。由仿真结果可知,在2.2～2.8GHz双工器全频带内输入端口的反射系数S11均优于-17.00dB,通带2.2～2.5GHz带内插损S21最优为-2.09dB,通带2.5～2.8GHz带内插损S31为-2.53dB,其中两通带的交接点2.5GHz处插损约-6.5dB。实测结果与仿真结果基本吻合。     

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。     

Ka宽频带卫星通信馈源系统

作为下一代Ka频段卫星通信系统的关键天馈设备,新研制了一种高性能Ka宽频带卫星通信地球站四端口圆极化馈源系统,文章介绍了该馈源系统的方案特点及关键部件的选取原则,并给出实测结果。测试结果表明馈源系统在19.2~21.2 GHz的接收频带、29.0~31.0 GHz的发射频带内具有优良的性能,轴比小于0.5 dB、回波损失小于-21 dB,整体技术指标达到了国际先进水平。     

Narrow and wide band monopole antenna design using heterogeneous bidirectional recurrent neural network for LTE and UWB applications

The proposed antenna is a small wideband monopole with wideband circular polarization using heterogeneous bidirectional recurrent neural network for both narrow and wide band applications (NWB-MAD-HBRNN). The electromagnetic structure is designed, fabricated, and simulated with 1 mm thickness on FR4 substrate material along dielectric constant 4.3. The proposed antenna includes 4.3–8.85 GHz for ultrawideband applications; it contains reconfigurable narrow band for L-band 1.27 GHz, LTE, and ultrawideband applications. To enhance the antenna impedance bandwidth (BW) along axial ratio bandwidth (ARBW), a slit is etched at the antenna patch, a rectangular stub is inserted into the ground plane, and semicircular stub is added to the top of antenna feed line. The better agreement is observed in the measured and simulated gain performance of 4.8 dB for LTE band applications. The proposed NWB-MAD-HBRNN design provides 13.50%, 18.91%, and 22.58% higher bandwidth and 18.36%, 20.38%, and 27.58% lower return loss than the existing designs, such as bio-inspired wideband antenna for wireless applications based on perturbation technique (BWA-WA-PA), a compact circularly polarized modified printed monopole antenna for wireless applications (CCP-MPMA-WA), and new multiband monopole antenna for certain broadband wireless applications along wireless personal communications (PA-MMA-BWA), respectively.     

Design of Dual‐Band MIMO Antenna with High Isolation for WLAN Mobile Terminal

In this paper, we propose a dual‐band multiple‐input multiple‐output (MIMO) antenna with high isolation for WLAN applications (2.45 GHz and 5.2 GHz). The proposed antenna is composed of a mobile communication terminal board, eight radiators, a coaxial feed line, and slots for isolation. The measured ?10 dB impedance bandwidths are 10.1% (2.35 GHz to 2.6 GHz) and 3.85% (5.1 GHz to 5.3 GHz) at each frequency band. The proposed four‐element MIMO antenna has an isolation of better than 35 dB at 2.45 GHz and 45 dB at 5.2 GHz between each element. The antenna gain is 3.2 dBi at 2.45 GHz and 4.2 dBi at 5.2 GHz.     

一种L波段背射模螺旋馈源

螺旋天线具有较好的宽频带圆极化特性,在L或S波段体积和增益都很适中,加工制造公差要求较低,因此在该频段螺旋天线得到了广泛的应用。由背射模螺旋构成的L波段宽带馈源具有结构简单,馈电、调试方便,口面遮挡小,频带宽(大于25%),可以承受大功率等优点,可以满足L或S波段测控系统对天线的要求。用该背射模螺旋馈源研制的前馈天线的口径效率超过了53%,第一副瓣小于-20 dB,在工程中得到了很好的应用。     

一种新型微带/槽线混合结构的宽带魔T

提出一种新型宽带平面魔T结构,该魔T基于传统的微带混合环的原理设计而成,为扩展工作频带,采用了微带-槽线混合结构,通过将槽线T接头功分器的反相输出特性与微带T接头功分器的同相输出特性相结合,从而实现两输出端口的宽带和/差输出。测量数据表明该魔T结构可实现超过25%的相对工作带宽(输入端口回波损耗低于-10dB),在工作频带(4.3~5.6GHz)内,其传输插损小于1dB,两对隔离端口的隔离度分别为-30dB和-20dB。     

Ka频段宽带双口双模馈源设计

针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 dB。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14~-20 dB范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 dB,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。