一种小型平面超宽带天线的设计与研究

提出了一种新颖的小型平面超宽带(UWB)天线.该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带频率特性,设计时馈电微带线采用了渐变结构的叉形调谐支节,金属底板的开槽设计成对称多边形.首先通过数值计算来获得最佳的天线几何尺寸,并制作了实际的样品.对天线的反射特性、方向图以及增益都进行了测试,然后利用时域有限差分(FDTD)方法计算了天线收发脉冲信号的保真度.研究结果显示该天线具有良好的超宽带特性.     

共面波导馈电小型平面超宽带天线的设计与研究

首先提出了一种新结构共面波导馈电的小型平面超宽带(UWB)天线,该天线类似一般的共面波导馈电宽缝隙天线,为了获得超宽带工作特性,设计方案中采用了叉状结构的调谐支节,并将其辐射缝隙设计为多边形;通过数值计算研究了某些尺寸参数对天线输入特性的影响,在计算的基础上通过大量的实验详细研究了天线的频域工作特性,然后对其时域瞬时脉冲信号保真度特性进行了数值分析。计算与实验的结果表明,该天线具有超过3.2∶1的工作带宽和全向辐射特性,而且具有较好的线性相位传输特性和脉冲信号保真度,是一种有实用意义的超宽带天线。     

低频补偿TEM喇叭天线的仿真与测试

以超宽带窄脉冲辐射为应用背景,通过添加补偿回路并调整回路的大小,设计了一种具有低频补偿的超宽带TEM喇叭天线.利用FDTD方法对天线结构进行了仿真,分析了不同补偿回路大小时TEM喇叭天线的S11参数、相位特性、辐射带宽及前后向辐射场等参数,得到了在大于400 MHz频带范围内S11参数低于-10 dB的天线结构.制作天线原型,并进行了实际测试,频域S11参数测试结果与仿真结果基本吻合.通过对时域波形的分析可知,该天线具有较高的波形保真度.     

两种宽缝超宽带天线的脉冲波形保真度比较

设计了两种小型宽缝结构超宽带天线,一种采用接地CPW馈电方式,另一种采用带状线馈电方式。结果表明这两种天线都有较宽的阻抗带宽。分析了两种天线的特性参数,并比较两种天线的增益和辐射特性,给出两种天线在远区场的脉冲波形比较,并得出不同天线结构对脉冲波形的保真度的影响,这对实际超宽带脉冲天线的设计与应用意义重大。     

基于脉冲形成网络的超宽带脉冲产生与设计

分析了超宽带天线对冲击脉冲波形的要求.利用阶跃恢复二极管和微带传输线.通过延迟的方法设计并制作了超宽带双极脉冲发生器.根据超宽带脉冲发生器产生的脉冲参数,通过理论分析和时域有限差分法(FDTD)仿真,给出了一种微带脉冲形成网络的设计方法,并利用该方法成功地产生了纳秒级宽度的双极性超宽带窄脉冲信号.测量结果表明:经过脉冲形成网络产生的信号具有良好的波形,且拖尾振荡小,有利于提高天线的辐射效率.     

超宽带天线辐射信号失真分析

超宽带信号在辐射过程中存在信号失真,会导致系统性能的下降.以电偶极子天线、线天线和椭圆超宽带天线为研究对象,从理论上分析了信号失真的原因,进一步从传输函数的角度预测了辐射信号的波形,仿真结果证明了结果的正确性;指出了仅依靠辐射信号波形选择基准信号的不足,分析了同一个天线的保真度随信号变化的原因.     

新型定向超宽带天线

基于圆片单极天线是一种结构简单的超宽带天线,研究了一种新型的超宽带天线,它将4个圆片单极天线垂直交叉放置作为馈源并采用平板反射面,实现定向以及双极化或圆极化特性。分析了2种变形形式:将平板反射器换为抛物面反射器,实现高增益特性;将圆片振子变形,实现更宽的低频端阻抗带宽。通过电磁仿真软件,计算了天线的S参量和辐射方向图随频率的变化规律。分析表明文中的天线对于传统的圆片单极天线有了有效的改进,实现了超宽带、定向辐射、双极化、圆极化、高增益等不同的特性,它们在卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景。     

基于开环谐振结构的超宽带天线设计

提出了一种新颖的小型共面波导馈电超宽带(UWB)天线.该天线是基于开环谐振器(SRRs)的结构变形而来,设计时共采用了三对成等差数列的开环谐振结构作为天线的辐射面,同时为了获得较好的超宽带频率特性,馈电微带线采用了渐变微带线共面波导馈电结构.通过数值仿真计算获得了优化后的天线几何尺寸,并且加工制作了一副天线,对天线的回波损耗特性、方向图以及增益都进行了测试.测试结果显示该天线具有良好的超宽带特性和较高的增益.     

用于超短脉冲辐射和接收的新型平面集成天线辐射元

研制出一种用于超宽带短脉冲辐射和接收的新型平面集成超宽带（UWB）天线辐射元，该天线辐射元采用共面波导到槽线的宽带过滤方式馈电，超短脉冲辐射和接收的实验结果显示了其高保真宽带及高增益、高效率的特性。     

渐变共面波导馈电的新型超宽带印刷单极天线

以实现小型化超宽带印刷天线为主要目的,提出了两种超宽带印刷单极天线,分别为改进的椭圆盘单极天线和新型半椭圆盘单极天线.仿真和实验结果表明所设计天线具有期望的超宽带阻抗特性,且在工作频段内可实现较稳定的全向辐射.     

Time-domain characteristics of ultra-wideband tapered loop antennas

Presented are the transient characteristics of a tapered loop antenna fed by the composite right/left-handed coplanar waveguide-to-coplanar stripline balun. The antenna operates within 2.5-7.5 GHz and thus is suitable for ultra-wideband applications. The performance of the system comprising two identical tapered loop antennas is characterised by pulse radiation and reception. The fidelity of pulse response is presented to evaluate the signal distortion in the time domain     

UWB系统中天线性能对脉冲波形的影响

分析了超宽带无线系统中,天线在发射和接收过程中对基带脉冲信号波形的失真影响.采用了天线系统传递函数描述天线的辐射和接收特性,在暗室中对典型的超宽带印刷天线进行频域特性和时域特性的测量,给出了脉冲信号的辐射和接收过程.研究表明结合天线系统传递函数,可以设计出更符合FCC辐射功率掩蔽的脉冲信号,以及选取出波形保真系数最佳的本地模板信号,从而获得全局性能最优的超宽带系统.     

新型集成超宽带开槽天线的研制及其应用

研制出一种用于超宽带短脉宽射和接收的新型集成超宽带槽天线，该天线采用共面波导到槽线的宽带过渡方式馈电，实验结果显示了其高保真的宽带特性及高增益高效益特性。利用所研制的ＵＷＢ天线建立起超宽超带雷达实验系统，测量几种简单目标特性及涂层目标特性，证明了该种天线可用作实际的ＵＷＢＲ天线。     

集成鳍线为脊的新型圆锥及方锥TEM喇叭及其在目标瞬态特性中的应用

发明了一种共面波导到鳍线的宽带过渡结,采用该结构方式馈电,研制了一种新型超宽带集成鳍线辐射器,把此种鳍线作为圆锥ＴＥＭ喇叭或者方锥ＴＥＭ喇叭的脊,成为超宽带鳍线加脊的ＴＥＭ喇叭,该种喇叭及其脊的形式均为国内外首创。     

Effect of antenna gain and group delay variations on pulse-preserving capabilities of ultrawideband antennas

Pulse-preserving capabilities of ultrawideband (UWB) antennas, which are measured in terms of two parameters-the fidelity factor and the pulse width stretch ratio, are analyzed with respect to variations of the antenna gain and the group delay of the radiated field. With the degrees of the gain and the group delay variations quantified by their respective standard deviations from constant values, Monte-Carlo simulations are performed to evaluate the effect of different gain and group delay functions using randomly generated Gaussian profiles. The means and the standard variations of the two performance parameter distributions are monitored and their two-dimensional profiles are specifically obtained for UWB antennas operating in 3.1-10.6 GHz. The analysis also demonstrates the use of the fidelity factor and the pulse width stretch ratio as useful characterizing parameters for UWB antennas.     

Antenna design strategy and demonstration for software-defined radio (SDR)

Antennas are a key enabling technology for software-defined radio (SDR). Although software is extremely flexible, SDR??s potential is limited by antenna size and performance. In this paper, we review typical antenna miniaturization techniques and fundamental theories that limit antenna size and performance including operational bandwidth, gain (or range), and radiation pattern. Possible antenna design strategies are discussed to meet the desired specifications in SDR based on observations from the limit theories. The application of strategies to enable multiband (resonant), continuous multiband (frequency independent), and instantaneous, ultra-wideband antennas are discussed qualitatively. Advantages, disadvantages, and design trade-off strategies for different types of antennas are compared from a system-level perspective. A design example for a compact ultra-wideband (UWB) antenna is presented for a software-defined platform. The example involves a direct-conversion radio developed in Wireless@VT that uses a Motorola RFIC having a 100 MHz?C6 GHz operational frequency range with a 9 kHz?C20 MHz channel bandwidth. The example antenna covers frequencies from 450 MHz to 6 GHz instantaneously with approximately 5-dBi realized gain over a finite-size ground plane, including return loss and omni-directional coverage.     

一种电磁脉冲辐射系统设计

提出一种电磁脉冲辐射系统设计方案,此系统由Marx发生器、短路-锐化组合开关型脉冲形成线和带低频补偿的高功率超宽带横向电磁波(TEM)喇叭天线组成.Marx发生器产生的单极脉冲经过短路-锐化组合开关型脉冲形成线锐化成双极脉冲,然后馈入天线进行辐射.仿真结果表明,在充电电压为10 kV时,电磁脉冲源可产生脉冲宽度1.41...     

紧凑型共面波导馈电的超宽带印刷天线设计

针对超宽带天线设计的重要性,基于微带天线和电磁散射理论,设计和分析了一种新的紧凑型共面波导反馈超宽带印刷天线。天线采用逆L型和U型非对称的辐射单元结构,以便最大程度地展宽天线带宽。与以往所提出的共面波导馈电天线相比,该天线具有尺寸小、近线性阻抗、高增益、宽频带、准全向性辐射模式和低成本等特点。并且,该天线的主要性能参数达到了一个较好的平衡。仿真和测量结果保持一致。该天线能满足多种宽带无线通信应用的要求。     

用于瞬态电磁场测量的宽带脉冲天线

脉冲天线是脉冲雷达、瞬态电磁场测量等应用的关键设备之一。本文描述了用于瞬态电磁场测量的一种宽带脉冲天线的设计，给出了测量结果，测量结果表明，该天线具有高保真和宽频带特性，有有效地发射或接收毫微秒脉冲信号。实际制作的天线已成功地应用于外场瞬态电磁测试系统。