水平极化全向天线的设计

提出了水平极化全向天线的一种通用设计方法,通过辐射单元的排列得到了水平全向的方向图,有源阻抗匹配后获得了较宽的频带.该设计使天线的全向性起伏小于0.5dB,增益大于2dB,交叉极化优于-15dB,1.5以下的驻波带宽大于20%.     

复式双环电视发射天线的设计与研究

提出了一款新型的复式双环电视发射天线,以屏蔽圆环天线作为复式环天线的单元天线,馈电网络采用二次补偿技术来增加天线的带宽,降低驻波比。此天线具有带宽宽、驻波低、增益高、全向性能好、成本低且结构简单等特点,很好地满足了电视发射天线的高性能要求。     

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。     

微带馈电的圆柱形介质谐振器天线阵

提出了一种新型的圆柱形介质谐振器天线单元及其阵列设计.天线单元采用带有十字枝节终端的微带线进行馈电,在高介电常数的情况下,通过调节十字形终端枝节的设计和相对位置,获得较宽的阻抗带宽.基于此单元设计,研制了一个2×2元圆柱形介质谐振器天线阵,获得了4.2%的实测阻抗带宽和约11dBi的仿真增益.     

基于人工磁导体的超宽带高增益天线设计

随着无线通信环境的日益复杂,为了提高天线抗干扰能力,满足现代无线通信的大容量、宽带化和高增益的要求,文章提出了一款基于人工磁导体的宽带高增益天线。该天线采用共面微带线设计,辐射体为梯形贴片,其渐变的结构有利于获得较宽的阻抗带宽。同时,天线在背向引入宽带人工磁导体(AMC)作为反射板以实现定向辐射,并在辐射方向上辅以寄生超表面单元,进一步改善天线阻抗匹配,抑制表面波损耗。最终,天线实现了超宽带化和高增益。仿真结果显示,天线工作带宽达到94.8%,可以满足移动通信、无线通信以及卫星通信要求。此外,天线在工作带宽内平均峰值增益达到9.5 dBi。     

一种应用于RFID 的印刷倒F 天线设计

基于平面倒F 天线模型,设计了一种用于2.4GHz RFID 系统的印刷倒F 单极子天线。采用易于射频集成的微带馈电方式,并结合带线阻抗变换,以实现较宽的阻抗带宽;采用在印刷倒F 结构正上方加载寄生辐射贴片,以提高天线增益。利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS 对提出的天线进行了建模、仿真和优化设计,该天线在2.28-2.51GHz 频率 范围内VSWR＜2,达到了10%左右的阻抗带宽,特别在RFID 系统的工作频段内（2.401GHz~2.409GHz）VSWR＜1.35, 增益＞2.36dBi。该天线具有尺寸小,重量轻,成本低等众多优点,能应用于工作于2.4GHz 的各种RFID 系统中。     

基于基片集成脊波导的宽带漏波天线的设计与仿真

普通的基片集成波导缝隙阵列天线的阻抗带宽很窄,这成为了制约其应用于宽频带雷达等领域的瓶颈。考虑到脊波导的单模工作带宽较宽的特性,本文采用了加脊基片集成波导进行缝隙阵列漏波天线的设计,获得了超过13%的阻抗带宽。在此基础上,采取缝隙长度为"蝶形"分布的尺寸配置方式,以及在金属脊上覆盖金属条带的方法,设计了一种新型的基片集成脊波导宽带缝隙漏波天线。所有的仿真均使用了Ansoft HFSS软件,仿真结果表明,该漏波天线的相对阻抗带宽超过38%(8.5~12.5GHz),带内增益为14.0007dBi。天线为印刷型结构,具有剖面低、重量轻、易于集成、带宽较宽、增益较高的优点,以及漏波天线的高方向性、波束可控的固有特点,使其可以广泛应用在相应频段的通信设备中。     

基于耦合加载的低剖面天线设计

设计了一种小型化双频天线。通过在单极子天线上引入寄生耦合的方法,即在单极子顶部引入耦合加载板,既保证了单极子天线的辐射全向性又减小了电小天线的分布电容,从而使该天线具有宽频带、低剖面特性。采用仿真软件Ansoft HFSS进行仿真和优化,优化结果表明:该天线工作频率为824～960MHz/1 710～2 690MHz(驻波比小于等于2)。根据仿真模型制作了一款天线,实测驻波带宽可达811～1 050MHz/1 580～2 660MHz,且在水平面内辐射全向方向图。该天线在限制尺寸的情况下有效地展宽了带宽。     

一16元Ku波段微带天线阵的设计

设计了一适用于Ku波段的宽频带高隔离度双线极化16元微带贴片天线阵。用商业应用软件IE3D对天线电特性进行仿真计算,并制作了实验模型。测量结果与仿真结果吻合良好,两馈电端口驻波小于2的阻抗带宽分别为20.17%和25.74%,隔离度高于32dB,实测增益17.9dBi。     

渐变宽度分形环宽带天线的设计与研究

针对现有天线结构过于单一、工作带宽较窄以及尺寸较大的问题,提出了一款适用于S、C、X、Ku和部分K波段的渐变宽度分形环宽带天线。该天线采用三阶圆环迭代层叠的分形结构作为辐射贴片,由微带线经阻抗变换后馈电,并采用缺陷接地结构作为接地板,有效改善了天线的阻抗匹配,实现了天线良好的多频和宽带特性。通过仿真模型和优化参数,天线的最终尺寸为34 mm×25 mm×1.6 mm,其相对带宽可达153.5%(2.63～20 GHz),增益为2.9～9.8 dBi。该天线结构紧凑、体积较小,且在工作频段内具有较好的全向性和稳定的增益,可以应用于各种宽频带通信系统中。天线的实测和仿真结果基本吻合,验证了天线设计的有效性。     

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。     

基于超表面的低剖面高增益圆极化天线

提出了一种基于缝隙耦合超材料表面的低剖面圆极化高增益天线,该天线由一个超材料表面和一个微带缝隙天线紧贴着组成.通过改变超表面切角的大小来产生圆极化波,同时还可以提高天线增益和拓宽阻抗带宽.为了验证仿真结果,制作和测量了一个大小为1λ×1λ×0.067λ(在10 GHz处)的样本天线,仿真和测量结果显示出良好的一致性.结...     

一种高隔离低交叉极化等相位中心双极化开槽天线设计

设计了一种高隔离度低交叉极化等相位中心双极化开槽天线,通过对馈电巴伦进行改进设计,解决了两个正交极化开槽天线交叉排布时相位中心不一致难题。由于双极化天线的辐射和馈电部分完全对称,该天线可获得良好的端口隔离度和低交叉极化特性。仿真结果表明,与常规双极化开槽天线相比,该双极化天线的交叉极化可改善20 dB,90%频带内的隔离度提高15 dB 以上,并且该双极化开槽天线在数倍频程带宽内具有良好的匹配和辐射特性,能实现大角度二维扫描,适用于未来宽带多极化相控阵天线系统。     

宽带高增益圆极化天线

设计了一种宽带高增益圆极化天线。天线采用双同轴线激励以及威尔金森功分器和90°相位比较器的馈电网络形式实现了天线的宽带圆极化特性。该馈电网络形式能在较宽的频带范围内保持稳定的幅度和相位。通过在蝶形天线外围引入方形环,增加了天线的有效辐射面积,从而显著提高了天线的增益。测试结果显示,该圆极化天线VSWR<1.5的阻抗带宽达到63.6%,3 dB轴比带宽达到66.7%,且在1.1~1.6 GHz频段范围内,右旋圆极化增益＞9.4 dB。     

基于等效磁表面的层叠型介质谐振器天线

提出了一种基于等效磁表面的层叠型介质天线,同时具有宽带和高增益等特点。设计采用两片高介电常数的薄介质片,构造出两个等效磁表面,结合金属地的等效电表面,可以在“电-磁"以及“磁-磁"的边界条件中获得两个独立的TE^y₁₁₁ 模式。通过合并这两个模式可以有效拓展天线的工作带宽,同时,等效磁表面的引入还可以提高天线的增益。天线的仿真和测试结果一致性良好,其|S11|<-10 dB 的相对带宽约为36%,最大增益在6.3 GHz 处达到8.4 dBi。另外,该天线的辐射单元均由低损耗的介质构成,辐射效率高,使其在未来无线通信系统中具备一定的应用前景。     

带有开口谐振环引向器的新型端射天线设计

设计一种带有开口谐振环(SRRs)引向器的新型端射天线。天线由反射板、地板、辐射单极子和开口谐振环组成。天线的反射板结构使天线在低频处阻抗匹配,有效地提高了天线带宽;用六对开口谐振环结构作为天线的引向器,很好地实现了天线的高增益。仿真和实测结果表明,天线阻抗带宽达到73.7%(2～4.21 GHz),增益为4.3～10.3 dB;在天线的带宽内,天线的辐射方向图稳定,设计的天线满足S波段无线通信领域的需求。     

Ultra-wideband microstrip quasi-horn antenna

The development of a novel ultra-wideband (UWB) antenna is reported. The antenna, based on a microstrip transmission line, forms a quasi-horn and possesses an extremely wide bandwidth of many decades with relatively high gain. It does not require a balun or transition at the input port and is inherently matched. Two such antennas, when used as transmit and receive elements, have a high isolation between them, even when they are placed next to each other and no absorbing material is used. Measured results show a return loss of better than 10 dB from 0.2 to more than 20 GHz, gain from 7.5 dBi at 2.6 GHz to 17.6 dBi at 18 GHz, and good radiation patterns. Although not measured, the antenna should also perform well at much higher frequencies than 18 GHz. With proper size and shape, the antenna can achieve a relatively flat gain response over an extremely wide bandwidth. Calculated and measured radiation patterns also agree reasonably well     

一种P波段大功率发射用宽带贴片天线研究

提出了一种P波段的宽带开槽贴片天线用于大功率发射天线阵单元。这种天线用蜂窝材料支撑,同轴线直接馈电,能承受最大800W的连续波功率。优化开槽的位置,槽的长度、宽度可以使此天线达到较宽的带宽,并提高天线的效率。为验证设计方法,设计了一个P波段天线,带宽达27%,并测试了其性能。测试结果与仿真结果比较一致,说明了此方法的有效性。     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。     

基于高阻抗表面的螺旋天线设计

利用高阻抗表面的同相反射特性,将其加载到阿基米德螺旋天线背腔的边缘区域,从而改善了天线增益,实现低剖面设计。仿真结果显示,与传统背腔式螺旋天线相比,增益稳定性显著提高。在3¹2 GHz的工作频段内,驻波比小于2,阻抗匹配良好,辐射方向图保持稳定。在约7.8 GHz的频带宽度内轴比小于3 dB,实现了较好的圆极化性能。