Ka-波段通信卫星天线技术

目前Ka波段宽带应用研究需解决三个关键问题：高的有效等向辐射功率(EIRP)、宽带宽和低噪声．通信系统需要有可安排的点波束以满足灵活的宽带分布要求和将功率灵活地分配给大容量通信区．满足这些要求的天线系统需要超越现有的灾区域覆益转发器系统中的天线技术。TRW公司已开发了新一代精密高增益宽带通信卫星天线来适应未来Ka—波段市场的需要．其性能超越了以前的其他系统。由于未来市场无法预料，该天线系列有许多内在的设计性能以适应不断变化的市场要求。     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

空基平台的多波段相控阵天线

本文讨论了一种新型的相控阵天线一空基平台的多波段相控阵天线，它通过降低发送和接收信道的损耗来减小天线尺寸，降低造价，简化设计，扩展频率覆盖范围，提高相控阵天线的功能。     

飞机超短波天线合理布局仿真计算

随着电子技术的飞速发展和现代航空战备需要,飞机上装备越来越多的通信、电子设备,而由于机体自身尺寸有限,要加装多个通信、电子系统时,就需要考虑通信系统中天线布局设计。利用仿真软件进行天线系统仿真计算,选用了机身较小的直升机,计算了各天线独立在飞机上某一频点的方向图,以及加装天线的方向图,并计算了相互之间的隔离度。根据方向图及相互之间的隔离度,考虑如何避免相互之间干扰。     

一种宽带双极化共享折合臂天线设计

针对L、S波段双极化信号宽带监测,提出了一种宽带双极化共享折合臂（dual-polarized shared-folded-dipole,DPSFD）天线. 天线采用宽度渐变振子臂和共享折合枝节结构,这种设计使天线的相对带宽由原来的57.8%拓宽到85.7%,并改善了天线高频段方向图分裂的问题. 理论和实验测试表明:天线在1.6~4 GHz频带范围内,电压驻波比小于2,典型增益为8.3 dBi,天线尺寸仅为最低工作频率对应波长的28%. 新设计的天线可应用于通信信号宽带双极化监测系统中.     

采用螺旋线实现高隔离度的车载多频宽带MIMO天线

为解决车载天线工作带宽窄和MIMO天线低频段隔离度低等问题,提出一种应用于车载通信系统的多频宽带高隔离度的MIMO天线,其工作频段为824～960 MHz和1 710～6 000 MHz,可覆盖民用移动通信的2G/3G/4G/5G和无线局域网/车联网等频段。单极子天线单元采用弯曲、开槽等诸多技术实现多频宽带,还通过添加接地枝节来降低天线高度和提高物理稳定性;在MIMO天线设计上采用螺旋线来提高天线单元之间的隔离度。实测结果表明,天线在工作频段内的反射系数小于-10 dB,隔离度小于-20 dB,低频段增益和辐射效率略低,中高频段的增益均大于4 dBi,最高达到7 dBi,效率均高于70%,最高可以达到96%。实测数据与仿真数据具有良好的一致性,所研制的天线可满足车载天线对多频段通信和高隔离度MIMO天线的技术要求,其结构和尺寸专为安装于汽车内部中控台背面而设计。     

分形天线的特性分析及其在MIMO天线中的应用

分形最基本的特征是自相似特性与分数维,可以很好地应用于设计天线.与传统天线相比,在性能保持相近的情况下,分形天线表现出两个突出的优势:减小天线尺寸和使天线在多频带下工作.文中以Koch天线、分形树天线和分形环天线为例,说明了分形天线减小天线尺寸的优势;以Sierpinski基垫天线为例,说明了分形天线增加天线工作频带的优势.还对Minkowski分形天线阵列进行了分析,表明作为天线阵列单元的分形天线,可以提高天线阵的辐射特性.文中提出了将Minkowski分形天线应用于多输入输出(MIMO)天线中.     

应用于蓝牙/TD-LTE/WiMAX的多频段平面天线

提出了一种具有新颖缺陷地结构的多频段新型平面天线,该天线采用微带馈电方式进行馈电,改进的接地板通过延伸两段倒T字形枝节,得到了蓝牙、TD-LTE和X波段卫星通信频段;Wi MAX通信频段则通过左右对称的倒钩形结构辐射贴片获得。该天线实际测量带宽为2.42~2.78 GHz、3.02~3.62 GHz和7.25~7.88 GHz,能完整覆盖蓝牙、TD-LTE、Wi MAX和X波段卫星通信下行频段,尺寸为20 mm×30 mm。天线结构简单、尺寸小及全向性辐射特性表明该天线能很好地满足便携式多频段移动设备的需求。     

一种新颖的树状分形超宽带天线

该文设计一种新颖的树状分形超宽带天线,该天线采用梯形结构的有限接地面。增加树状分形结构的迭代次数和优化有限接地面的形状可以使天线获得良好的阻抗匹配,进而实现天线的超宽带性能。该天线的工作频带为4.2~17.5 GHz(相对带宽为122.6%),天线的电尺寸为0.350.35,可应用于C波段、X波段、Ku波段和超宽带(UWB)波段通信,具有广泛的应用前景。实测结果和仿真结果吻合,证明了该天线的有效性。     

一种宽带吸波的隐身天线罩设计

传统的吸波材料无法使天线同时满足工作带外隐身和工作带内透波的特殊要求。文中结合传统吸波材料的吸波特性和频率选择表面的滤波特性,提出了一种超材料的宽带吸波的隐身天线罩。利用超材料的谐振叠加特性,设计出宽带人工吸波结构。采用阻抗匹配技术进一步提高天线在工作频带内的透过率,并提高天线带外的吸收率。通过调节超材料吸波体的尺寸,构造了一种Ku 频带透波、高于Ku 频段吸波的超材料天线罩,在保证天线带内正常通信前提下,可减小天线带外的雷达散射截面,提高机载天线的隐身性能。     

VSAT应急卫星通信系统简述

VSAT是甚小口径天线卫星地球站通信系统(Very Small Aperture Terminal)的英文缩写，是主要工作在Ku波段(11～14GHz)的一种软件控制的智能化的小型地球站。VSAT系统是由天线尺寸小于2．4米、G／T值低于19．7dB／K，设备紧凑、全固态化、功耗小、价格低廉的卫星用户小站和一个枢纽站组成星状或网状的通信网，能够支持2Mb／s以下低速数据的单向或双向通信。     

一种小型化五陷波UWB天线设计

为了滤除窄带信号对超宽带(Ultra-Wide Band, UWB)通信系统的干扰以及解决天线尺寸偏大的问题，设计出一种小型化五陷波UWB天线。该天线通过添加L型枝节、C型槽、倒U型槽以及EBG结构，产生五个陷波带。对天线进行回波损耗(S₁₁)、驻波比(VSWR)以及增益(Gain)等仿真测试，通过天线表面的电流分布情况分析了天线的陷波原理，研究上述结构对天线陷波特性的影响。该天线将UWB通信应用与陷波天线技术相结合，最终尺寸为21 mm×16 mm,实现了体积小、频带宽、多频段陷波特性的性能要求，天线频带覆盖了S、C和X三个波段，具有屏蔽窄带信号干扰的作用，可应用于UWB通信系统。测试结果表明，天线的阻抗带宽为2～12 GHz,在工作频段内具有全向性，并且整个UWB频段内天线的增益变化在4 dB以内，最大增益为4.67 dB,在通带频段内，天线五个陷波特性的结果与仿真结果均吻合良好。     

W波段双圆极化天线研究与设计

毫米波圆极化天线具有减少极化失配、抑制多径干扰的特性,在恶劣环境中具有更好的稳定性,是提升通信系统性能的重要器件.利用喇叭天线和隔板极化器设计了一款双圆极化天线,并在天线和极化器的连接处采用电磁带隙结构,可以有效减小装配误差对天线性能的影响.实测结果显示,所加工的天线可应用于W波段通信系统,其工作带宽覆盖95 GHz到...     

一种平衡微带线-槽线馈电的新型引向天线

提出了一种结构紧凑的印刷引向天线,采用平衡微带线-槽线馈电,充分利用了空间,以减小馈电网络面积和天线尺寸.使用电磁仿真软件CST Microwave Studio(R)对天线的结构参数进行了优化设计,并根据仿真所得到的电流结果对天线的宽带特性和定向辐射特性进行了解释.测试结果表明,该天线在1.88～3.06GHz的频带内反射系数低于-10dB,相对带宽达到了47.3％.在工作频段内增益为4.0 ～ 6.3dBi,天线总体尺寸为0.34λ0 ×0.58λ0,其宽频带可以用于PCS/UMTS/WLAN等多个领域,而简单的结构和较小的尺寸对于组成阵列也是有益的.     

LTE基站天线阵列设计

天线是移动通信系统的关键硬件设备之一。随着移动通信技术的飞速发展,系统越来越复杂,对天线性能的要求也越来越高。LTE作为第三代通信技术(3G)的长期演进技术,必将在未来的一段时间内对现代通信产生更大的影响,因而对于天线的工作频段、带宽、波束等相关指标也提出了更高的要求。对LTE频段±45°双极化宽带天线单元进行组阵设计和仿真分析,结果表明了该天线阵列工作性能良好。     

短波小型接收天线设计

常用短波天线的尺寸一般较大,不适用在舰艇、船只和山顶等特殊环境中使用.因此,在不降低性能指标的条件下,需要尽量减小短波天线的尺寸.为此,设计了小型短波宽带有源鞭状天线.结果表明,小型短波宽带有源鞭状天线的性能指标不小于常用的笼形天线,且具有体积小、重量轻、抗毁性强、使用电压低等特点.     

基于对数螺旋曲线的宽带高仰角HF小型化通信天线

介绍一种工作在3~30 MHz的宽带、圆极化、高仰角、短波小型化天线。天线以对数螺旋线为基本结构,具有底端RLC集总元件的复合加载结构,并采用矩量法进行天线设计和优化。天线尺寸在25 m×25 m×10 m范围内。实践表明,该天线具有占地小、架设简便、效率高、200 km范围内无盲区等优点,可广泛应用于短波机动通信领域。     

一种宽带微带单脉冲阵列天线设计

设计了一种工作在C波段的宽带微带单脉冲阵列天线,采用口径耦合馈电和附加寄生贴片方式拓展微带天线带宽,利用三分支定向耦合器结构设计宽带微带和差网络,并与4×4微带阵列天线组成宽带单脉冲阵列天线,设计仿真后加工实物,经过实测,天线工作带宽1.2 GHz。     

分形天线的特性与应用

分形天线是分形几何和天线技术交叉的产物。与传统天线比较,在性能保持相近的情况下,它表现出两个突出的优点:能够在多频段下工作、可以缩小天线尺寸。本文以Sierpinski Gasket天线为例,介绍了它的多频段特性;以Koch分形天线为例,说明了分形天线在缩小天线尺寸方面的优势。介绍了分形天线在UHF频段的应用现状,指出了进一步研究分形天线需要解决的若干问题。     

空间激光通信系统离轴天线设计研究

空间激光通信终端通常依靠光学天线提高整个通信系统的发射及接收效率。提出了一种空间激光通信系统的离轴天线系统,以克服传统卡塞格林两镜系统存在接收视场小、发射效率低等缺点。设计了一个通光孔径为150 mm,放大倍率为15,满足0.85、1.064、1.55 m多个通信波段光学天线系统。计算了初始结构参数,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光学天线系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。分析结果表明:在整个工作波段(0.85、1.064、1.55 m)内,点列图半径几何值小于10 rad,实现了高放大倍率、宽波段像散同时校正,在宽波段内均达到衍射极限,满足设计指标要求,能够满足高性能空间激光通信系统的要求。