双频宽带大型微带反射阵天线设计

微带反射阵天线在性能上最主要的缺陷就是窄带,一般情况下其带宽小于5%,对电大口径短焦距馈电时更窄。本文设计并制作出一种由L波段和C波段两个反射面天线组成的6m×2m薄膜双频微带反射阵天线,两个频段的天线共用一层膜面。对该天线的电性能进行了测试,测试结果表明:该天线两个频段的相对带宽均大于10%(副瓣电平≤-18dB)。该天线具有折叠、可展开的结构特征,可以在卫星或航天器上广泛应用。     

一种渐变槽线作馈源的新型微带反射阵

提出了利用渐变槽线天线物理截面小的特点与变极化技术相结合的方法来改善微带反射阵馈源的遮挡效应,并设计了用于变极化微带反射阵馈源的渐变槽线天线及含37单元的微带反射阵。鉴于这些特点,该类天线在雷达、移动通信等领域具有潜在工程应用。文中给出了部分的理论分析和实例佐证。     

一种新型宽带圆极化微带反射阵天线设计*

针对圆极化反射阵圆极化带宽窄的问题,结合微带天线的谐振特性和线极化反射阵展宽带宽的思想,提出了一种“工-环”形多谐振宽带圆极化反射阵单元,通过研究单元的电流分布对其实现宽带圆极化的原理进行了分析.采用改变单元旋转角度的方法设计了一副169个“工-环”形单元、中心频率为I0GHz的右旋圆极化反射阵,并对其进行了测试:3dB轴比带宽达到41％(8.1GHz-12.2GHz),天线效率最高达59.94％ (9.9GHz).实测结果与仿真结果一致,实现了反射阵天线的宽带圆极化和高效率.     

新型单层双频双极化微带反射阵天线的设计

该文提出一种新型的具有多谐振结构的单层微带反射阵单元,是由6个振子以一定的间隔平行放置组合而成,该单元具有良好的线极化特性。采用高频电磁仿真软件HFSS对单元的各个参数进行优化分析,使得单元的反射相位曲线在两个频段内均具有良好的线性度。根据此单元设计了一个工作在X/Ku波段的偏馈双频双极化微带反射阵天线,在两个频段内采用同一个角锥喇叭天线作为其馈源。将此反射阵天线进行加工并测试,测试结果表明,在X波段中心频率10 GHz和Ku波段中心频率13.58 GHz处,天线均具有良好的辐射性能。实测和仿真结果吻合较好,证明了该反射阵天线具有良好的双频辐射性能。该文的设计对于微带反射阵列天线实现双频双极化性能具有重要的参考价值。     

基于馈源固定的双频扫描反射阵设计

提出了一种适用于双频反射阵的波束扫描方法,采用固定馈源仅通过旋转反射阵面实现了双频反射阵的波束扫描。定量对旋转前后的反射阵口面相位分布进行了理论分析,推导出波束扫描角与阵面旋转角的解析关系,揭示了该方法的宽带特性。采用反射阵阵列理论进行验证,在此基础上,设计了一款工作于1.575和2.4 GHz的双频扫描反射阵,并最终在60°空域范围内获得了较好的双频扫描特性,验证了设计方法的有效性。     

新型微带反射阵单元的设计及其应用

提出了一种单层的具有多谐振结构的微带反射阵单元,利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS对其反射相位特性进行仿真分析,获得了约430°的反射相位动态范围,并且反射相位曲线的线性度较好.根据此单元设计了一个工作在Ku波段的微带反射阵,用指数渐变槽线(Vivaldi)天线作为该反射阵的馈源.仿真结果表明:在中心频率处增益可达27.1 dB,半功率波瓣宽度均为4.96°,在12～15.5 GHz的频带内增益波动约2 dB,具有较宽的频带.将此Vivaldi天线和反射阵天线进行加工测试,得到的测试结果与仿真结果吻合较好.     

一种新型宽频带高增益的变极化微带反射阵天线

提出一种由微带反射阵实现的新型变极化天线,它区别于双/多极化天线的固定极化状态.实现变极化的关键是经特殊设计的反射阵阵元结构尺寸和线极化辐射的馈源.理论分析表明:反射极化可涵盖所有极化状态;采用间以空气层的双/多层阵元结构能有效展宽频带;增加阵元数目可提高天线增益.鉴于这些特点,该类天线在雷达、移动通信等领域具有潜在工程应用.还给出了完整的理论分析和实例佐证.     

新型宽频带微带反射阵单元相位特性研究

分析由两个弯曲振子及一个普通振子构成的单层三谐振单元的相位特性。对三种基板结构下单元的相移特性进行了研究。结果表明,采用混合基板,增加泡沫的厚度,可以在较宽频带内获得平滑的相移特性,同时相位动态范围大于360°。与三层堆叠结构的相移特性进行了比较,仿真结果表明可以达到与其相近的效果。最后给出了一种改进型单元结构,能够在6-10GHz带宽内得到基本一致的相移特性曲线。利用该结构组成一个12×13单元的反射阵列,带宽内效率约为50%。     

一种新型单层宽带微带反射阵天线设计

针对微带反射阵天线带宽窄的问题,提出了一种新型线极化双谐振宽带"蝴蝶"形单元结构,详细描述了单元结构设计步骤,研究了不同基板以及不同结构参数对单元相位曲线的相移范围、平滑度以及谐振点位置的影响。仿真测试表明,该单元结构能够在5.5-7GHz带宽内具有良好的相位特性曲线。对36个"蝴蝶"形单元组件测试表明,其在20%带宽内辐射效率达到40%以上,最大辐射方向上交叉极化电平小于-30dB。此外,"蝴蝶"形单元结构类似于"十"字形单元结构,有利于进一步扩展实现多频带、多波束反射阵天线设计。     

一种新型双频Wilkinson功分器的设计

为了实现功分器工作在任意两个频率的目的,设计了一种新型功分器.基于奇偶模分析方法,利用微波网络理论推导了电路参数的设计公式,通过求解相应的非线性方程组获取了具体电路参数.制作了一个工作频率为1GHz和2.6 GHz的双频Wilkinson功分器.实物测试结果表明,该功分器在两个中心频率的传输衰减小于3.3dB,端口回波损耗大于21 dB,端口隔离度大于28 dB,在中心频率100 MHz的通带范围内都具有良好性能,验证了设计方法的可靠性.     

一种新型单层微带反射阵天线单元的分析

提出了一种由圆形与圆环形两种结构混合组成的新型单层微带反射阵天线单元,系统地归纳了衡量移相曲线性能优劣的四个参量：相移范围、线性度、曲线斜率以及相位带宽,定义了移相曲线性能函数.采用基于RWG基的谱域矩量法分析了不同几何参数对单元移相曲线性能的影响,通过选择合适的几何参数,最终可使移相曲线的相移范围超过360°且曲线变化平缓并具有高度线性性.     

一种新型微带光子带隙结构

提出一种新型微带光子带隙结构.该结构直接在微带信号线上刻蚀周期性结构,解决了该结构的封装问题,且不增加微带结构的尺寸.采用时域有限差分法分析该结构的S参数,并研究了几何参数与S参数之间的关系,得出了禁带中心频率、带宽随几何参数变化的趋势.     

一种双频段圆锥喇叭天线的设计

介绍了一种双频段圆锥喇叭天线的设计.作为星载阵列天线单元的圆锥喇叭天线需要满足20/30 GHz双频段工作的需要.此处采用在光壁圆锥喇叭内加载一个外形渐变的金属柱体来改变天线的输入阻抗,调节金属柱体的尺寸,包括两端的口径和长度,可以在要求的频段得到理想的输入阻抗.仿真分析和实验测试结果说明该天线具有满意的频带特性和方向图特性.     

一种新型Ku频段宽带高增益双极化微带天线阵列

介绍了一种新型的Ku频段宽带高增益双极化微带贴片单元及96元阵列的设计。设计中单元采用层叠贴片天线结构,提高了单元的带宽和增益,两个极化端口采用分层馈电,其中水平极化端口采用共面馈电,垂直极化端口采用探针背馈。在馈电网络的设计中引入反向馈电技术,降低了交叉极化。仿真与实测结果表明：该阵列增益达到了26 dBi,口径效率约为51%,交叉极化电平小于-30 dB,水平极化端口相对阻抗带宽达11.3%,垂直极化端口相对阻抗带宽达13.7%,两端口隔离度高于40 dB.     

基于悬置微带线的U波段分谐波混频器设计

采用商用DMK2308Ga As肖特基二极管管对,设计了一种U波段分谐波混频器。利用全波电磁场分析算法提取了二极管管对无源部分的寄生参量,建立了二极管管对的等效电路模型,并用于分谐波混频器的设计。测试结果显示:本振功率为10d Bm时,变频损耗在50~58GHz小于14.5d B,与仿真结果基本吻合,证明了所建模型的有效性。     

Design of a dual frequency reflectarray using microstrip stackedpatches of variable size

A new stacked microstrip reflectarray, based on patches of variable size, is proposed for dual frequency operation. A progressive phase distribution is achieved for the reflected wave at both frequencies by adjusting the resonant length of the patches in each elementary cell of the reflectarray     

Dual stop band frequency selective surface for C and WLAN band applications

A miniaturized unit cell design of Frequency Selective Surface (FSS) to produce stop band characteristics for two bands is presented. The presented unit cell structure is showing the band filtering characteristics for dual frequency band specifically C-band for satellite communication and Wireless Local Area Network (WLAN). The designed FSS structure is comprised of I shaped and modified I shaped metallic strips. The distinct unit cells of suggested are investigated for band filtering characteristics and finally integrated on a single unit cell for dual-band filtering applications. The I shaped and modified I shaped unit cell is producing band filtering properties at center frequencies like 4 GHz and 5.5 GHz respectively. The presented FSS design is modeled on an FR-4 substrate with dielectric constant of 4.4 and the dimension of the unit cell is 10 × 10 × 1.6 mm³. The fabricated FSS structure is simulated and measured for its characteristics verification like S₁₁ and S₂₁ and it has been found a satisfactory agreement in simulated and measured results.     

一种新型多频缝隙微带天线的设计

提出了一种新型多频缝隙微带天线,该天线的结构与一般的微带缝隙天线结构类似,通过采用电抗加载与双支节馈电,可灵活控制其多频工作特性;通过大量计算与实验,充分地研究了其输入阻抗特性、辐射与增益特性。计算与实测的数据结果表明,该天线能在2.4～2.5GHz/5.15～5.35GHz/5.725～5.825GHz频段内获得良好的输入特性和辐射特性,因而该设计方法是正确有效的。