背腔式平面阵列天线单元的分析

提出了一种分析和设计背腔式平面阵列天线单元的数学方法，并介绍了设计程序以及部分计算结果，供设计师参考。     

一种微带开槽小型化飞行器天线设计

本文根据曲流原理,采用微带开槽技术,设计了一种基于传统半波微带贴片天线的小型化飞行器天线。对此 天线进行了天线与天线窗一体化仿真优化。该天线在主要性能指标不变情况下,明显减小了微带贴片尺寸。把这一设 计应用于实际微带天线调试过程中,发现了微带天线开槽调试法,实现了飞行器微带天线的双向调试,提供了一种新 的天线工程化设计思路。为飞行器小型化微带天线设计和调试提供理论参考,具有一定的理论价值和较高工程应用价 值。     

双层微带贴片天线单元的实验研究

针对微带贴片天线频带较窄的缺点，提出了一种能使频带显著增宽的双层微带贴片天线的新结构，对之进行了宽频带匹配的实验研究。适当地调整上、下两层贴片的位置，并在下贴片的四周加上无源导体条带，得到ＶＳＷＲ≤２时（相对频宽达３０％左右）和ＶＳＷＲ≤１．３时（相对频宽达１８％左右）的良好结果。     

一种X波段宽带低副瓣微带阵列天线设计

介绍一种新型的x波段宽带低副瓣平面微带阵列天线设计,采用口径耦合馈电的背腔式贴片天线实现了单层微带贴片的宽带工作;采用倒置微带线、低阻传输线、非隔离的T形功分器与双口馈电十字功分器相结合等多种技术手段,弱化了馈电网络的传输损耗、寄生辐射及耦合效应。基于项目需求设计、加工了一套14×14单元天线阵列,测试结果表明,该天线在10．5％的频段内驻波比优于1．5、副瓣电平优于-24．5dB、辐射效率大于55％。     

背腔式微带贴片天线的近场分布和交叉极化方向图的数值计算

采用矢量有限元——边界积分混合方法针对带有背腔结构的微带贴片天线进行了数值计算：首先计算了E面、H面方向图，用于验证该混合方法的正确性；接着计算了在第一谐振频点f1=1．96724G、第二谐振频点f2=2．85G处天线表面缝隙处的电场分布，同时讨论了天线的交叉极化方向图在两个谐振点的变化；最后分别针对在失谐状态下、电介质的不同损耗正切角、加有探针负载等情况，计算了相应的交叉极化方向图，讨论了其变化。     

宽带微带贴片天线的研究进展

文章论述了微带贴片天线频带展宽方面的研究进展,主要介绍了几种新型的大带宽微带贴片天线。这些天线采用了在贴片或接地板“开窗”,附加负载,增加片元等方法来改进微带贴片天线的窄频特性,同时使其向小型化,结构简单化方向发展,使微带贴片天线的应用范围得到进一步的扩大。     

微带线馈电的宽带单层贴片天线

微带贴片天线已广泛应用于雷达系统,文中介绍了一种新型背腔式单层微带贴片天线,辐射贴片采用微带线馈电,为增加工作带宽,提供了两种不同的贴片形状,第一种是E形贴片,仿真及测试结果表明,此种单元在驻波比优于2的条件下可实现45%的阻抗带宽,但该单元的波瓣带宽较窄。为抑制交叉极化,通过在E形贴片上开四个槽,得到了第二种改进的E形贴片。该单元可实现14%的频带内驻波比优于1.5,同时交叉极化优于-15dB。对C波段8×16单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.9%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

低成本高性能背腔缝隙阵列天线

基于基片集成空腔波导（ESIW）结构设计并研制了一款低成本、宽带、高增益的背腔缝隙阵列天线。天线工作在K波段,由5层低成本FR4介质板组成,通过激励谐振腔中的TM130与TM310模式以及TM320模式来拓展天线带宽。测试结果表明,该天线的子阵和阵列的反射系数小于-10 dB的工作带宽分别为27.6%和23.7%,带内最大增益为27.1 dBi,与仿真结果比较吻合。与传统背腔缝隙天线相比,该天线具有频带宽、辐射性能良好、加工成本低等特点。     

X波段二维宽带宽扫背腔微带天线

设计了一种X波段背腔微带天线,采用探针和口径耦合相结合的馈电方式实现了小单元间距下单层微带贴片的宽带工作,并弱化了馈线寄生辐射对方向图的扰动。设计加工了8×8单元的天线小阵。实测结果表明,该天线在设计要求的2GHz带宽内驻波小于1.5,驻波小于2的相对带宽25%;方向图测试结果表明实现了方位向45°、俯仰向30°的扫描,增益22.8dB,天线效率大于80%,可满足二维宽带宽扫瓦片天线的实际应用需求。     

一种X波段宽带背腔微带天线阵面设计

文章介绍了一种X波段宽带、宽扫、背腔式微带天线阵面。该天线利用背腔式口径耦合馈电的方式使单层微带板贴片单元实现了阵面中小单元间距下天线的宽带性能,并结合探针式天线单元级独立馈电的方法,实现了天线阵面的大角度扫描功能。基于项目需求,设计加工了一套8×8单元天线阵面,测试结果表明:该天线在X波段21%的相对带宽内驻波优于1.8,可在方位向实现±45°的大角度扫描,天线效率达到了80%以上,满足了项目的电性能指标要求。     

用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线

本文给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果.本文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.     

一种容性馈电宽带微带天线的设计与分析

通过使用容性馈电贴片、短路面和短路探针,设计并分析了一种宽带微带天线.该天线的相对带宽达到47.3% (S11＜-10 dB),频段覆盖1.6～2.59 GHz.工作频段内的3个谐振频率形成了足够大的带宽.仿真结果表明,容性馈电贴片对辐射贴片表面电流的耦合效应会影响天线的性能,通过调节短路探针的位置可以获得稳定的辐射方向图.该天线的工作频段和特性符合无线通信系统应用的要求.     

矩形微带贴片天线的设计与仿真

根据微带天线的辐射原理,对天线参数确定进行了理论分析,设计了一种中心频率为447MHz的矩形微带贴片天线。利用HFSS软件对其进行了建模和仿真验证。仿真结果表明,天线的S参数、方向图和输入阻抗均达到了微带贴片天线的设计要求,基于HFSS软件的设计方法能够快速、高效地完成微带天线的设计,且设计的微带天线具有良好的性能指标。     

边射波束和锥状波束可重构的微带贴片天线

本文提出了一种边射波束和锥状波束可重构的新型微带贴片天线,该天线在锥状波束模式下具有圆度较好、锥角可设计的优点。首先,在贴片的中间引入一排短路孔,当短路孔两侧的探针反相馈电时,贴片上两侧电流同向,辐射边射波束;而当两个探针同相馈电时,贴片上两侧电流反向,辐射锥状波束。接着,对短路排孔与贴片边缘之间的间距进行了优化设计,调整电流分布,从而改善锥状波束在方位面上的圆度。最后,在贴片的对角线上额外引入了四个短路孔,通过控制其位置和大小来调节固定频率下贴片的尺寸,从而设计出不同锥角的锥状波束。通过全波仿真,设计了三个边射波束和锥状波束可切换的贴片,锥状波束的锥角分别为55°、50°和45°,均具有较好的圆度。     

宽带双向微带天线设计

针对室内走廊或狭长街道小功率基站应用要求,采用微带结构设计了一款具有双向辐射特性的宽带线极化低剖面天线.天线辐射元为平行四边形结构,馈电点在其几何中心,通过在靠近馈点两侧开两个反对称L形槽,实现了宽带双向辐射特性.低剖面原型天线的相对带宽为5.8％,两端射方向增益约为4.3dBi,在工作频带内天线辐射场为有一定倾角的线极化.该天线结构可置于小功率基站内部,有助于减少系统体积.     

一种新型 SIW 背腔缝隙天线的研究

介绍了一种新型基片集成波导背腔六边形缝隙线极化天线。背腔缝隙天线是一种技术成熟的天线类型,但是笨重的体积限制了传统金属腔体缝隙天线的发展。基于基片集成波导结构的背腔缝隙天线以其低损耗、高功率容量、高增益 以及易集成等诸多优点而备受关注。文中设计了一款基于基片集成波导加开六边形缝隙的背腔天线,通过CST软件仿真,并制作了天线实物进行测试。天线的中心工作频率为10 GHz,增益为4. 87 dB,带宽为147 MHz。     

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线

介绍了一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线单元,并对其参数特性进行了仿真研究,结果表明,通过在寄生贴片上开3～5个与极化方向相平行的缝,可有效抑制天线的交叉极化,同时改善天线的阻抗带宽。相比传统双层微带贴片,该天线单元的阻抗带宽可提高3%以上,而交叉极化指标相当。当该单元应用于阵列天线设计时,可简化馈电网络,便于实现宽带、高效、大扫描角的微带共面馈电天线阵。对X波段8×8单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.6%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

一种新型宽频带三角形微带天线的设计

提出了一种展宽三角形微带天线工作带宽的新方法。通过在三角形微带贴片加载与侧边平行的缝隙来实现双频,添加垂直于底边的缝隙使两个频点靠近,经仿真软件优化后,最终实现频带展宽。仿真结果表明,所设计天线的工作带宽(VSWR<2)是普通三角形微带天线的4倍,且天线尺寸与同频率未加载缝隙的天线相比缩小5%。进行了实物加工与测量,实验结果与仿真结果吻合,证明了所提出方法的有效性。