用于超宽带介电常数测量的Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于混合材料介电常数测量的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用三维电磁仿真软件HFSS对这几种Vivaldi天线的性能进行优化分析。通过对不同结构Vivaldi天线的对比,分析结果可以看出这两种改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到超宽带介电常数测量系统的设计要求,可应用于测量混合材料的介电常数。     

高增益印刷指数渐变天线研究与组阵设计

文章针对UHF频段设计指数渐变天线,以Vivaldi天线为原型,用加载矩形槽线的方法对Vivaldi天线进行优化设计。仿真和实测结果表明,天线在UHF波段具有驻波比低、频带宽的特性。最后采用线阵和并联馈电方式设计天线组阵,对水平组阵的增益仿真结果进行了分析。     

一种新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线单元及阵列设计

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了一种新型的耳形对踵Vivaldi天线及其和差波束阵列.通过对天线的电性能进行优化分析,采用耳形边缘结构,降低辐射末端电流的不连续性,分析和测试结果表明新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线相对于传统的vivaldi天线的阻抗匹配特性更优,且在2GHz～ 18GHz频带范围之内方向图特性良好,是一种较为理想的相控阵天线单元.分析和测试结果也显示对踵Vivaldi天线组阵形成和差波束阵列在2GHz ～ 18GHz的方向图特性能应用于简易的和差测向系统中.     

一种小面积馈电共面Vivaldi天线

设计了一种小面积馈电、增益平稳的小型化共面Vivaldi天线。该天线馈电部分的设计基于等效电路分析方法,通过在馈电耦合处设计了弯折型馈电微带线槽边短路与槽线开路的结构,有效减小了天线馈电面积。在此基础上,运用线性渐变的四分之一波长开槽及槽间寄生贴片加载技术,显著提高并稳定了天线增益。利用电磁仿真软件HFSS对该天线进行了建模分析。仿真结果表明该天线平面尺寸为60 mm×53.1 mm,工作频段为3~11 GHz,在工作频带内增益稳定在7~9 dBi内,辐射效率超过80%,波束稳定,满足室内通信测量及探测成像等领域的FCC超宽带应用需求。     

一种毫米波宽角扫描Vivaldi 天线设计

设计了一种工作于毫米波段的金属Vivaldi 天线,天线宽带扫描性能优异。天线结构利用Vivaldi 作为辐射单元,将其集成到带状线耦合的馈电基板上,馈电网络与辐射天线结构相对独立,便于加工。通过仿真得到:在27. 2 GHz ~46. 0 GHz 范围内VSWR<2;在27. 5 GHz ~42. 2 GHz 频段内,天线驻波比在E 面和H 面45毅扫描范围内满足小于2 的匹配特性。文中利用设置周期性边界条件的方法优化天线尺寸并仿真分析天线参数对扫描带宽的影响。通过驻波比、交叉极化、天线增益的仿真分析天线性能。     

加载对拓结构介质的高增益Vivaldi天线

Vivaldi天线属于渐变缝隙天线的一种, 被广泛应用于平面超宽带天线设计中.Vivaldi天线在理论上可以展宽带宽到无限大, 但受限于加工工艺和尺寸, 其增益提高效果并不明显.文中立足于经典Vivaldi天线, 在天线辐射前端加载对拓结构的介质, 仿真结果表明相对带宽扩展了79.1%, 在5.5 GHz与12 GHz处提高增益达3 dBi.过孔矫正技术可以使天线辐射的相位分布更加均匀, 提高幅度分布的口径效率.在对拓结构基础上, 天线辐射端加载相位矫正的过孔阵列结构, 仿真结果表明加载该技术后, 天线提高增益2 dBi以上.包含以上两种技术的天线结构具有高增益、便于设计、小型化的特点, 这为端射天线提高增益和增强定向性提供了新的思路.     

加载渐变周期结构的Vivaldi 天线

为提高原始Vivaldi 天线在工作带宽内的增益,设计了一种加载渐变周期结构的Vivaldi 天线。渐变周期结构是等距周期排列的金属贴片,电磁能量通过激励振子向引向振子方向传输,从而提高天线增益。仿真结果表明,加载周期结构的Vivaldi 天线在6 ~16 GHz 频段范围内增益提高2. 1 dB。Vivaldi 天线通过采用对称周期结构进行再优化,天线在12 ~14 GHz 频段范围内,S11 参数最大陷波深度提高8. 7 dB,增益提高1. 6 dB。最后对天线进行实物加工并测试,结果验证了设计的有效性。     

关于Vivaldi超宽天线设计方案的研究

文章对微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线进行了设计,并对设计的Vivaldi天线进行了计算辅助优化设计,同时制作了试验样机.仿真测试结果表明,该天线在规定的3.1GHz-10.6GHz频段内可以得到良好的传输性能和辐射性能,与理论设计吻合,达到宽频带特性的设计要求,为Vivaldi宽带天线的设计提供了新的思路.     

关于Vivaldi超宽带天线设计方案的研究

文章对微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线进行了设计,并对设计的Vivaldi天线进行了计算辅助优化设计,同时制作了试验样机。仿真测试结果表明,该天线在规定的3.1GHz～10.6GHz频段内可以得到良好的传输性能和辐射性能,与理论设计吻合,达到宽频带特性的设计要求,为Vivaldi超宽带天线的设计提供了新的思路。     

新型异面结构高功率Vivaldi天线

Vivaldi天线属于非频变天线,充分利用该天线超宽的工作频带、辐射定向性良好、输入阻抗稳定、效率高、结构简单、造价低廉、平面易集成的特点进行新结构高功率天线的设计.高功率器件必须解决的难点是部件之间的放电问题.将Vivaldi天线的两个辐射面分置于介质衬底的两侧,得到一种具有耐高压特性好、相对对带宽达196%的新型异面结构高功率天线.为解决异面结构的馈电问题,将天线交错设计,采用平行板波导过波结构馈电,得到了相对带宽达180%的带宽.     

一种电阻加载的侧馈对拓Vivaldi 天线

本文提出了一种加载电阻侧面馈电的Vivaldi 天线,讨论了其设计方法,通过电磁仿真软件HFSS 对其结构尺寸 进行了仿真分析,并设计加工了工作频段为0.38GHz-4.8GHz 天线实物。结果表明该天线在0.38-4.8GHz 内匹配良好,辐 射定向性较好。与传统的Vivaldi 天线相比,该天线一方面由于采取侧馈和电阻加载的手段降低了天线尺寸;另一方面, 因增加了寄生贴片提高了天线增益。     

一种高增益Vivaldi超宽带天线

传统的Vivaldi天线具有超宽带优点,但存在定向性较差,且在工作频带的两端增益下降严重的问题。文中提出了一种高增益的Vivaldi天线,通过对传统微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线加载零折射率超常介质和轴向边缘梳状结构的矩形槽缝结构,提高了天线在整个工作频段内的增益。对所提出的天线进行了设计、优化和仿真分析,并制作天线样品,仿真和测试结果吻合良好。测试与仿真结果表明,在4~11 GHz的工作频段内,天线的回波损耗优于-10 dB;与传统Vivaldi天线相比,在整个工作频段内天线增益均有所提高,其中在工作频率的低端(4~6 GHz)天线增益提高2.5 dB,高端(9~11 GHz)增益提高1.5 dB。     

一种新型的介质反射面天线

提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线，反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现，使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比，该结构设计简单，加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。     

探地雷达: 浅表地球物理科学技术中的重要工具

探地雷达在地质勘探、军事、考古及建筑工程等领域有着非常重要的作用. 为提高地下目标探测的准确性与成像分辨率,增强对地下线型目标的探测能力,提出了一种用于中浅层地下目标探测的高增益圆极化双槽Vivaldi天线. 该Vivaldi天线的开槽部分由不同的指数线构成,使得槽的开口方向有一定的内倾,可以有效提高天线的增益;将两个双槽Vivaldi天线以正交的形式组合,并对天线两端口进行等幅、90°相位差的馈电,实现天线的圆极化辐射. 仿真与实测结果表明,所设计的高增益双槽Vivaldi天线在0.5~3 GHz内驻波比小于2,绝对带宽为2.5 GHz;带内增益均大于3.5 dBi,最大增益可达12.5 dBi;工作频带内轴比均小于3 dB且具有较好的时域特性. 所提出的天线具有超宽带、高增益、圆极化等特点,在地下目标探测中具有广阔的应用前景.     

一种工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线

设计了一款工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线,该天线在常规对跖Vivaldi 天线的左右两端加载半椭圆贴片结构,改善低频驻波比特性,进而提高了天线的阻抗带宽;在天线主轴方向加载梯形基板,将天线表面电场约束在天线的主轴方向上,不但消除了天线增益峰值的偏移问题,而且提高了天线的增益值。实测结果表明:该天线在1. 6 GHz ~20 GHz 频段内电压驻波比小于2,增益为1. 5 dB ~11. 1 dB。此外,该天线增益峰值偏移现象得到明显抑制,具有辐射方向性好、增益高、交叉极化比小的优点。     

一种超宽带、大扫描角Vivaldi天线阵列

设计并加工测试了一款双面Vivaldi天线.通过结构优化, 提高了馈电效率和阻抗带宽, 并在组阵后显著降低了阵元间的互耦.实测结果表明该天线可以实现在2~8 GHz的频带内回波损耗(Return Loss, RL)小于-10 dB, 平均增益大于5 dBi.并采用“交错排列”的思路, 将所设计的双面Vivaldi天线组成超宽带阵列.此种方式可以有效解决天线尺寸和最佳阵列间距之间的矛盾, 进而抑制栅瓣, 增大波束扫描角范围.仿真分析表明, 在4~6 GHz时, E面交错阵列比普通一维阵列的扫描角范围提高20°左右.     

宽带Antipodal Vivaldi天线的设计与分析

基于非周期天线理论,通过在传统Vivaldi天线的辐射区加载槽线,设计了一种新型Antipodal Vivaldi天线,显著提高了天线的特性。结果表明,该天线可实现对IEEE 802.11 a、b、g标准的完全覆盖,应用频带在2.26~2.6 GHz和5.7~6.1 GHz频率范围内,驻波VSWR均低于1.4,增益达到约7.5 dB,方向性良好,具有良好的应用价值。     

超宽带电阻加载Vivaldi天线的仿真与设计

根据应用于隐藏目标探测的冲击脉冲雷达系统对天线的特殊要求,设计并优化出满足要求的收发天线;在分析Vivaldi宽带天线设计方法的基础上,结合冲击脉冲雷达的特点设计了Vivaldi天线,分析了其时域性能及频域性能,并基于遗传算法,研究了一种加载Vivaldi天线形式,有效地抑制了脉冲信号的拖尾,有利于提高目标检测能力。