超宽带TEM喇叭天线的低频分离回路设计

在超宽带TEM喇叭天线的设计中,往往由于低频性能优化和天线小型化两者难以兼顾,而使得其应用受到限制。该文针对低频的反射问题,基于带通滤波器并联的设计思路,且区别于传统天线末端的低频反馈回路结构,提出在超宽带TEM喇叭天线馈电过渡结构上设计低频分离回路结构,减少低频分量在天线末端的反射,从而改善天线的低频性能。采用该设计思路,对一款超宽带TEM喇叭天线的结构进行改进并实现其优化设计。通过对比改进前后的天线性能,其阻抗带宽的低频降至0.1 GHz,拓展了12.5%,同时天线端口馈电效率提升10%,结果验证了该设计思路和方法对于超宽带TEM喇叭天线低频优化的有效性。最终,对阻抗特性以及该结构在不同频点下电流分布的分析,进一步证实新思路的可行性。     

瞬时超宽带TEM加脊喇叭的时域特性研究

根据瞬时超宽带天线的时域特点,仿真设计了一款超宽带TEM加脊喇叭天线,并对其频域和时域特性进行了初步研究,在频域内实现了3 GHz～18 GHz的超大带宽。在时域内进行了单个喇叭天线的时域信号测试,包括辐射的时域波形和峰峰值方向图。对该类天线的时域特性有了一定的认识。     

超宽带TEM喇叭天线的研究

研究一种超宽带TEM喇叭天线。提出一种无需加载的超宽带TEM喇叭天线的设计思路,理论推导该天线的远区场,由此得到特性阻抗变化与反射系数的关系。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS模拟分析,在此基础上,设计一种视轴长度10cm的此类型TEM喇叭天线。测量得到在100～550MHz天线驻波比小于2.0,结果表明此天线在不加载情况下,通过对其结构进行合理的弯曲设计,也能使其具有良好超宽带特性。     

不同参数超宽带反射面天线系统辐射特性

在超宽带反射面天线设计中,首要问题是馈电天线的方向图与反射器匹配。以往在频域上对反射面天线的研究发现,当馈源天线方向图给出约-11 dB的边缘照射时,反射面天线可实现其最佳性能。在参数化模拟了作为馈源的透射电子显微镜(TEM)喇叭天线方向图特性的基础上,根据反射面天线的频域设计准则,相应地加入合适的超宽带反射面天线,对其远场辐射特性进行模拟计算。为了获得尽可能大的远场辐射场,采用计算机仿真技术(CST)数值模拟软件,在0 GHz~1 GHz频率范围内模拟了以不同参数TEM喇叭天线作馈源的超宽带反射面天线的远场辐射特性,并在时域上对其结果进行分析。模拟结果表明,由于其相位中心的不确定性,作为馈源的TEM喇叭天线无法与反射面天线完全匹配,其沿着反射面天线主轴移动时产生的反射面口径场相位和幅度的变化影响着远场辐射场的变化,TEM喇叭天线的遮挡效应也不容忽视。     

TEM喇叭天线设计与实验

设计了一种带有机玻璃天线罩的地平板结构横电磁波(TEM)喇叭接收天线,通过对馈入结构和辐射特性的理论分析初步确定关键结构尺寸,然后利用CST建立天线真实模型,完成相关结构参数的仿真优化,实现了快脉冲的较小馈入反射,时频特性良好。最后的天线测试结果表明,该TEM喇叭天线输入阻抗56 Ω,有效高度0.024 m,传递函数在3 GHz以内保持稳定,具备较好的时域保真度和馈入反射特性,适于作为超宽带接收天线。     

用于公路检测的超宽带横向电磁波喇叭天线

针对沥青路面层厚检测需求,设计了一种简单紧凑的超宽带横向电磁波(Transverse Electromagnetic,TEM)喇叭天线.相对于传统TEM喇叭天线的大尺寸设计,通过采用合理的指数渐变结构以及加载吸波材料,有效地减小了天线尺寸,极大地拓展了天线的阻抗带宽.仿真及测量结果表明:设计的TEM喇叭天线在0.83～12.8 GHz带宽内具有小于2的低电压驻波比,良好的辐射特性和较小的振铃,能够满足路用探地雷达系统要求.     

一种改进型超宽带喇叭天线

基于TEM喇叭天线的结构特点,用两根弯曲的窄带代替基本模型中的上板,设计了一种飘带喇叭天线。该设计不仅有效地提高了天线的低频利用率,并且实现了天线的轻量化。通过对飘带结构进行进一步改进,利用AnsoftHFSS仿真软件对模型进行了分析。结果表明,改进后的飘带喇叭天线不但有较好的超宽带性能,而且其辐射性能也有了较大提高。...     

一种新型Ku 波段超宽带微带天线的仿真设计

提出了一种新型Ku波段超宽带微带天线的设计方法,采用E型贴片和接地板"开窗"进行耦合来展宽带宽。使用电磁仿真软件HFSS 11进行仿真设计和优化,仿真结果表明该结构天线具有良好的超宽带和小型化特性,其电压驻波比(VSWR)小于2的相对带宽达到了59%,覆盖了12.3～22.5GHz的频率范围,同时,研究了微带天线的结构参数对S11的影响。最终制作天线并进行了测试,实测结果与仿真结果基本吻合。     

一种新型超宽带喇叭天线的研究

提出一种基于H波导的新型超宽带喇叭天线以减小一般的超宽带天线如TEM喇叭天线侧向泄漏较大的问题.先在理论上研究了H波导用作超宽带天线的可行性以及参数选择的依据,然后利用FDTD方法研究了同轴探针激励的H波导的时域传输特性和截断的H波导及喇叭的辐射特性,得出该天线可用于超宽带天线,尤其是该天线具有较小的侧向泄漏,使其可以用作天线阵的单元的结论.     

超宽带TEM喇叭天线阻抗加载的时域分析

基于时域有限差分法中的阶梯近似方法,分析了超宽带TEM喇叭天线辐射场的时域波形.为了改善宽带TEM喇叭天线拖尾效应,文中利用集总元件的时域有限差分法,详细分析了不同阻抗加载条件下TEM喇叭天线辐射场的时域波形.计算机模拟结果表明,加载吸收电阻可以有效地解决TEM喇叭天线由于低频反射引起的拖尾振荡,改善辐射电场的波形特性.     

A compact antenna for ultrawide-band applications

A novel compact and ultrawide-band (UWB) antenna is presented in this paper. The basis for achieving such an UWB operation is through proper magnetic coupling of two adjacent sectorial loop antennas in a symmetrical arrangement. A large number of coupled sectorial loop antennas (CSLA) with different geometrical parameters are fabricated and their measured responses are used to experimentally optimize the geometrical parameters of the antenna for achieving the maximum bandwidth. Through this optimization process an antenna with a VSWR of lower than 2.2 (S/sub 11/<-8.5 dB) across an 8.5:1 frequency range is designed. The maximum dimension of this antenna is smaller than 0.37/spl lambda//sub 0/ at the lowest frequency of operation and provides an excellent polarization purity. Furthermore, the antenna exhibits a relatively consistent radiation pattern. Modified versions of the CSLA are also designed to reduce the overall metallic surface and weight of the antenna while maintaining its wide-band characteristics. This allows modifying its dimensions to design low frequency light-weight UWB antennas.     

一种用于蓝牙终端的小型天线设计

针对蓝牙天线发展的要求,结合目前天线小型化技术,在研究平面倒F天线(PIFA)的基础上,采用曲流技术对PIFA天线进行了小型化设计。与同类型的PIFA天线相比,在相同工作频率(f0=2.45 GHz)的条件下,设计天线的回波损耗S11<-50 dB,相对带宽提高了0.7%,达到了3.7%,同时有效地缩小了天线的尺寸(11 mm×9 mm×6 mm)。对天线进行加工并测试,回波损耗为-10 dB的带宽为120 MHz,各项指标均满足蓝牙技术需要。     

一种新型超宽带单极子天线设计与仿真

通过单极子和高介电常数(相对介电常数为38)陶瓷介质谐振器的耦合设计了一种新型类齿状UWB单极子天线,以实现天线超宽频带的目的。采用软件HFSS进行仿真,并对天线模型参数进行优化,得到最佳设计效果。结果表明,该天线频带宽度为2.6~20.0 GHz(S11≤–10 dB),相对带宽达到了154%,满足超宽带天线要求。该天线实现小型化超宽带的同时,在整个UWB匹配频段内,具有良好的驻波比和方向图特性,较好地兼顾了各方面的性能。     

一种CPS馈电的宽带圆极化双菱环天线

提出了一种新型的双菱环形天线,通过在双菱环内添加寄生环来提高天线的圆极化带宽,每个环上槽口的位置决定天线的圆极化特性。双菱环和寄生双菱环分别在低频和高频处产生圆极化波,从而使天线的圆极化带宽增加,3 dB圆极化带宽达到了24.1%,在圆极化频带内增益为10 dB以上。为了测量天线性能,设计了共面带状线到微带线的转换巴伦,因为巴伦和天线在同一个平面内,所以对天线的性能产生了一点影响。     

一种新型双环宽带圆极化微带天线设计

针对微带天线存在固有频段窄、辐射效率低,且难以获得高增益的问题,设计制作了一种新型双环宽带圆极化微带天线。天线贴片单元采用由槽型环和带状环组成的槽带状结构。槽型环和带状环分别在频率较低部分和频率较高部分各提供一个最小轴比值,通过两个最小轴比值的适当结合达到明显的带宽增强效果。天线利用宽带巴伦结构进行馈电,有效增强了阻抗匹配。通过参数优化和实物制作,仿真与实测结果表明,该天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和3 dB轴比带宽分别达到了37%和29.8%,增益达到6.4 dB。     

一种改进的U型槽超宽带微带天线研究

设计了一种改进的U型槽低剖面宽带微带天线,并考虑在尺寸为30.0 mm×30.0 mm×1.5 mm、由相对介电常数为4.4的FR4制成的覆铜介质基板上通过酸蚀制备该天线。利用仿真软件HFSS对该天线的参数进行了仿真和优化,并根据优化的天线尺寸进行了实际制作和测量。仿真及实测结果均表明:通过在U型槽臂加载弧形,该天线的频带宽度和相对带宽分别可达3.4～11.2 GHz(S11≤–10 dB)和107%,达到了展宽带宽的目的。该天线不仅可以实现超宽带,而且结构简单,尺寸小,易于集成。     

Planar circular loop antennas with self-biased magnetic film loading

A circular loop antenna with self-biased magnetic film loading at 1.7 GHz is presented. The proposed circular loop antenna is realised by cascading a microstrip loop and a tuning stub. Self-biased NiCo-ferrite magnetic films were used to tune the working frequency of the loop antenna. Three different cases of antennas with films loading were designed and analysed. Antennas with self-biased magnetic films loading working at 1.7 GHz with a tuning range of 50-400% of the antenna bandwidth were achieved.     

一种宽频高增益的Ku 波段微带天线设计

微带天线的固有窄带特性是限制其受到广泛应用的重要原因之一。运用寄生单元和引入空气间隙等技术,设计了一种适合Ku波段的宽频带高增益天线。微带天线的设计采用新颖的椭圆寄生贴片,同时引入空气层,这样不仅降低了微带天线的Q值,还达到增加微带天线带宽的目的;同时半椭圆寄生单元的引入也进一步提高了天线的增益。仿真及测试结果表明,天线回波损耗小于-10dB的相对带宽达到23.7%,同时带内增益基本大于8dB。     

圆极化磁偶极子天线设计

提出了一种工作在GPS频段的圆极化磁偶极子天线,该天线由两对相互正交的磁偶极子天线组成,具有低轮廓、可嵌入的优点。由于天线四周短路接地,形成了一个封闭且稳定的盒子,使天线对周围环境不敏感。通过电磁仿真优化,制作了天线样机,测试结果表明,反射系数＜-10 dB的带宽为6.5%,轴比＜3 dB带宽为2.61%。该天线可作为机载GPS天线使用。