机载小型圆极化天线设计

针对传统天线产生全向圆极化辐射的体积和重量都较大的缺点,提出了一种带有4个耦合弧的小型化、低剖面全向圆极化天线。该天线的水平极化分量由4个外弧产生,垂直极化分量由装载在圆盘上的探针产生。因此,耦合弧和馈电探针的辐射场共同实现全向圆极化辐射。其中,外弧末端的4个短路通孔,可实现天线的小型化。此外,通过在外弧内加载4个内部耦合弧,可以进一步减小天线的尺寸。通过仿真计算、制造并测量一个工作于L波段的天线单元,天线外形尺寸为0.16λ_0×0.16λ_0×0.03λ_0(λ_0是工作频率下的自由空间波长),测试结果表明天线的阻抗带宽(VSWR≤2)为13 MHz(1 429～1 442 MHz)。在该工作频带中,轴比小于2.4 dB,最大增益达到1.01 dBi。     

基于渐变折射率超表面的宽带高增益端射天线

提出了一种基于渐变折射率调制超表面的紧凑、宽带化、高定向性端射天线。该天线采用阶梯微带线-槽线结构作为馈线、准八木天线作为馈源、所设计渐变折射率超表面作为寄生结构,既可实现天线带宽拓展,又具有增益提升效果。仿真结果表明,天线可以在紧凑化尺寸情况下(尺寸为0.644λ₀×0.729λ₀×0.017λ₀,λ₀为中心频点所对应的自由空间波长),实现3.66～9.13 GHz频带内的良好阻抗匹配,相对带宽为85.5%,同时,在宽频带范围内,天线的增益浮动在4.78～8.81 dBi,且具有良好稳定的辐射特性。所提出的紧凑、宽带高定向性端射天线可以应用于空间受限的走廊、隧道等平台环境中。     

一种新型V型槽圆极化微带贴片天线

提出了一种基于非对称V型槽加载的探针馈电圆极化单层钻石形微带贴片天线。通过调节V型槽的槽宽、槽长、开槽倾角及馈电点位置可实现微带贴片天线的圆极化辐射。研究了V型槽尺寸对微带贴片天线性能的影响。结果表明:介质厚度为0.051λ_0(λ_0为中心工作波长)时,天线的阻抗带宽大于9%(VSWR≤2),圆极化带宽为3%(AR≤3),最大增益可达6.29 d Bi,最小轴比小于0.5 d B。     

一种新型桥式复合结构的高增益宽波束微带天线

针对高速移动通信系统中天线的需求,提出了一种桥式复合介质板结构,设计了一款高增益、宽波束、小型化微带天线。仿真和实测结果表明,该天线在2.36~2.56 GHz(8.1%)的带宽内驻波小于2,增益为7.1 dBi,3 dB波束宽度为80°×90°(E面×H面),尺寸仅0.45λ0×0.45λ0×0.07λ0(λ0为工作频带的中心频点波长),且具有结构简单的特性,适用于机载、车载等高速移动通信系统以及雷达、卫星等移动通信系统,也可作为垂直极化高增益全向天线阵列的阵子单元。     

基于激光脉宽精确控制获得准直高能电子束的研究

研究了紧聚焦的线偏振飞秒强激光脉冲剧烈加速初始静止的低能相对论电子的效应,发现通过调控激光脉冲宽度可以使电子在激光脉冲纵向有质动力下获GeV量级的能量增益,并进一步研究了被加速电子脱离激光束后的速度偏向角和能量增益受激光脉宽变化的影响,发现当激光脉宽在8λ_0到10λ_0之间时可以获得准直性好的高能电子束,当激光脉宽超过10λ_0时,电子能量增益变化不大且准直性不好。     

基于超表面的低剖面高增益圆极化天线

提出了一种基于缝隙耦合超材料表面的低剖面圆极化高增益天线,该天线由一个超材料表面和一个微带缝隙天线紧贴着组成.通过改变超表面切角的大小来产生圆极化波,同时还可以提高天线增益和拓宽阻抗带宽.为了验证仿真结果,制作和测量了一个大小为1λ×1λ×0.067λ(在10 GHz处)的样本天线,仿真和测量结果显示出良好的一致性.结...     

卫星广播传输系统几个主要技术性能指标的物理概念

1　卫星电视接收站的性能指数衡量接收系统的能力有两个因素 ,一个是接收天线的增益ＧＲ,它的数值越大表示接收功率越大 ;另一个是系统的等效噪声温度Ｔ ,它越小说明接收系统的等效噪声越小 ,所以用ＧＲ Ｔ表示地面站的接收能力 ,把它称为地面站的性能指数 ,亦称品质因数。我国规定Ｃ波段 6ｍ天线卫星电视接收站的性能指数ＧＲ Ｔ≥2 5 2 0ｌｇ ｆ4 ｄＢ Ｋ。ｆ为接收频率 ,单位为ＧＨｚ。可以证明下列三个公式成立 :ＧＲ=1 0ｌｇ(4πλ2 Ａη) (1 )式中　ＧＲ ———接收天线增益 ;λ———工作波长 ;Ａ———接收天线开口面积 ;η———接…     

卫星电视信号的接收

1　天线系统1.1　天线的选择卫星接收天线品种较多 ,大到 6ｍ ,小到 0 .6ｍ ,有前馈、后馈、偏馈等 ,用于接收卫星电视信号时应选择哪一种较为合适呢 ?卫星转发器大多功率较强 ,我们在接收信号时应选择适宜的天线 ,这是因为 :①天线太大占用空间大 ,安装起来不方便。②天线大造价也高 ,不易为贫困地区及个人所接受。因此 ,卫星电视接收应尽量选择小一点的天线 ,具体遵循的原则是 :ＧＲ=(πＤ/λ) 2 ·η(Ｇ/Ｔ) Ｒ=(Ｃ/Ｔ) Ｄ-ＥＩＲＰ +ＬＰ+ΔＬＬＰ=2 0ｌｇ(4πｄ/λ)其中 :ＧＲ———天线增益 ;Ｄ———天线直径 ;η———天线效率 ;Δ…     

CATV基础知识讲座:第六讲卫星电视信号的接收(6)

11　接收天线的主要性能要求在卫星电视接收系统中 ,天线是卫星电视信号的输入端口 ,它的作用是收集来自卫星转发器的微弱信号并有效地馈送给接收设备 ,因而 ,它的性能直接影响到接收电视信号的质量。1 1 .1　天线增益的描述是天线定向性和效率的一个重要参数天线在某一方向的增益定义为 :在某一方向某一位置产生相同电场强度的条件下 ,无耗理想点源天线的输入功率 (Ｐｉｎｏ)与天线的输入功率 (Ｐｉｎ)的比值 ,称为该天线在该点方向的增益 ,即Ｇ =Ｐｉｎｏ/Ｐｉｎ(同一电场强度 )天线增益在实际工程中的计算值为 :Ｇ =η4πＳ /λ2 =η(π/…     

卫星接收天线的理论计算方法

目前 ,随着全国各省、直辖市电视节目陆续送上卫星 ,收看卫星节目的人越来越多 ,可对于卫星天线的选择基本上是根据经验 ,就是人家用多大口径天线 ,自己就选多大的 ,很少有人计算过。现介绍一种模拟上星信号和数字上星信号的接收天线口径的计算方法 ,供同行和卫视爱好者参考 ,以选择天线和高频头。1　卫星接收天线的两个基本参数其一就是卫星天线的增益ＧＲ,ＧＲ=( πＤλ ) 2 ·η ,其中Ｄ为天线直径 ;λ为接收信号中心波长 ;η为天线效率。对于大口径天线 η取 0 .7,小口径的天线 η取0 .6,这里取 η =0 .65,即ＧＲ=0 .65( πＤλ ) 2 。…     

读者作者编者

《电子技术》编辑部: 我正在搞4.2GHz卫星直播电视的接收装置。最近读了1987年第1期《科学画报》发表的一篇题为“高增益反射式聚焦天线”的文章,很感兴趣;只是我对这种天线的工作原理很不理解,希望你刊能对此作一解释。广东肇庆莫坚中     

基于超表面的超宽带低剖面双极化天线

提出了一款基于超表面的超宽带低剖面双极化天线。该天线由2对垂直放置的偶极子和超表面阵列组成。由于采用双极化形式,能够引入附加的谐振点,从而拓展了天线的带宽。为了实现低剖面特性,偶极子天线加载了具有同相反射相位的超表面阵列。此外,通过超表面阵列的切角设计,改善高频段的电压驻波比和辐射方向图。该天线剖面高度仅为38 mm(0.1λ),在0.81～2.35 GHz(97.4%)频带内,电压驻波比(VSWR)小于2,端口隔离度大于15 dB,增益为5～11 dBi。     

基于特征模分析的超表面天线小型化设计

将超表面结构作为天线的辐射单元,可以降低天线剖面,拓展其带宽,并改善其辐射性能。特征模分析的方法可以用来揭示超表面天线的小型化机理并提供设计思路。基于此方法,设计了3个小型化的超表面天线,并进行了仿真验证。3个超表面天线的辐射单元尺寸分别减小到0.53λ₀×0.51λ₀,0.50λ₀×0.49λ₀和0.35λ₀×0.29λ₀,与4×4方形贴片单元构成的超表面天线相比,尺寸均缩减了20%以上,实现了超表面天线的小型化。     

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。     

基于数字超表面的低剖面波束控制天线

针对现有透射型超表面剖面高、难以可重构以及波束控制天线体积大的问题,提出一种基于单层数字超表面的波束偏转和宽窄波束切换天线实现方案. 数字超表面由5×7个双方环单元构成,通过在双方环单元中放置一个PIN二极管实现1比特的数字编码. 馈源天线采用具有寄生条带的微带背馈结构,数字超表面置于天线上方0.096λ₀的高度,通过控制每一列PIN二极管的偏置电压实现对天线波束的操控. 天线实测结果表明:在中心工作频率3.6 GHz处,波束偏转范围为0°~ ±45°;窄波束时增益8.5 dBi,宽波束时增益6.7 dBi,同时宽波束天线的3 dB波束宽度约为窄波束天线的两倍, 测试结果与仿真结果吻合较好. 该天线具有低剖面多功能特点,可应用在车载通信和机载通信等多个领域.     

一种低剖面的宽带双极化超表面天线

提出了一种低剖面的宽带双极化超表面天线。天线由正交微带线馈电,通过方形驱动贴片激励上层超表面层。该超表面由4×4的方形贴片构成。当垂直/水平极化端口激励时,超表面天线工作在TM₁₀/TM₀₁和反向TM₂₀/TM₀₂模。为了拓展天线的带宽,在超表面上额外刻蚀了4条较宽的缝隙,并在驱动贴片两侧加载了2个寄生条带。此外,将微带线略偏移馈电边的中心,以提高天线的隔离度。天线剖面仅为0.065λ₀(λ₀为中心频率在真空中的波长)。加工和测试了天线样品,测试结果表明,天线的反射系数|S₁₁|<-10 dB带宽为43.8%(8.76～13.74 GHz),带内隔离度大于16.8 dB,增益在5.5～9.2 dBi范围,交叉极化为-14.4 dB。考虑加工误差后,仿真结果与测试值较为吻合。     

双频低剖面Fabry-Perot天线的研究与设计北大核心CSCD

本文提出了一种基于超表面(MTS)的Fabry-Perot天线，实现了双频高增益情况下的低剖面特性。研究Fabry-Perot天线的谐振器模型，通过射线追踪法获得FP天线谐振时的相位条件。所研究的天线由两部分组成，双频微带天线作为馈源，提供2.4GHz和5.4GHz的辐射。MTS作为部分反射表面(PRS)调节反射幅度和相位，当PRS满足对应的谐振条件时，可以在2.4GHz提供11.8dB的峰值增益和0.068λ的剖面高度，在5.4GHz提供14dB的峰值增益和0.153λ的剖面高度。     

形变稳定的负磁导率超材料双频柔性天线

为了解决力学形变对柔性天线电磁特性影响的问题,设计了一种形变稳定的柔性天线,利用加载负磁导率超材料结构增加天线的新频段,使天线工作于2.45GHz和5.80GHz频段。分析了负磁导率超材料结构增加天线频段的机理与影响因素,进而总结了电磁-力学多物理场耦合特性。天线整体尺寸为0.24λ0×0.20λ0(λ0为2.45GHz时自由空间的波长),厚度仅为0.001λ0,实验结果表明天线在弯曲半径R为10～50mm时频段参数不变。可见加载负磁导率超材料结构单元可以增加天线频段,在一定的力学形变条件下电磁特性仍保持稳定,满足柔性天线超薄小型化的设计需求。     

基于复合左右手传输线结构的小型天线

通过将天线谐振在零阶模式,以及在地平面增加细长线的方法设计了一款基于复合左右手传输线的小型天线,并利用仿真软件CST对该天线的特性进行了仿真验证。结果表明:天线的物理尺寸仅为23 mm×21 mm×1.8mm(0.188λ0×0.171λ0×0.015λ0),天线的零阶谐振频率为2.448 GHz,–10 d B回波损耗阻抗带宽达97.8 MHz,相对带宽达到4.0%,最大增益为2.451 d Bi。所设计的天线具有尺寸小,结构简单、频带宽,增益高等优点,能够满足无线局域网(2.4~2.483 5 GHz)的要求,有广阔的应用前景。     

基于相位梯度超表面的高增益透镜天线设计

针对汽车雷达系统对长距离目标探测需求,完成了一款小尺寸、高增益的透镜天线设计。通过相位梯度超表面结构对透射电磁波的相位进行补偿,将馈源辐射的准球面波变换为准平面波,从而实现天线增益的显著提高。仿真结果表明设计的超表面结构对垂直入射的平面波具有良好的聚焦效果,透镜天线的平面尺寸仅为14.4 mm×14.4 mm,在77～81 GHz频率范围内天线的增益均大于17.5 dB,最大增益能够达到18.25 dB。与未加载超表面的天线相比,该天线的增益在工作频率范围内平均提高了约10 dB。与其他车载雷达天线相比,该天线尺寸更小,结构更加简单,能够更好地集成在车载雷达系统电路中。