全向高增益天线阵技术的研究进展

全向天线因其具有水平全向辐射特性,有利于高速运动的移动平台以及中继站接收各个方向的电磁波而受到广泛关注。综述了高增益全向天线的需求背景、典型结构和关键技术,依次介绍了共线折合振子阵、富兰克林全向共线振子阵、缝隙耦合串馈共线全向天线阵、同轴共线天线阵和印刷全向共线天线阵的结构特点,对比总结了它们各自的优缺点。最后还分析了高增益全向天线的宽带化、小型化、组阵等关键技术。为满足未来实际应用需求,高增益全向天线阵的宽带化、小型化技术将成为今后的研究重点。     

一种新型全向高增益天线设计

通过对一个2.4GHz,4单元全向天线的研究设计,给出了一种具有良好一致性和高增益全向特性的新型印刷天线结构,并做出了实物样机.实验结果证明,该天线具有良好的全向特性和高增益特性,从而解决了全向高增益天线阵设计较为复杂、工程实现较为困难这一问题,说明该方法是有效可行的.设计的新型天线对于WLAN通信具有很高的实用价值.     

一种宽频高增益的印刷偶极天线

设计了一种具有高增益、H 面宽波束的宽带印刷偶极天线。采用两元天线在E 面组阵,通过E 面波束宽度的压缩以获得较高的增益,同时保持了H 面的宽波束特性;采用微带线馈电,以在较宽的频带内实现阻抗匹配,并且微带线馈电易于设计组阵时的合路网络,且便于结构加工。经过仿真优化,本文天线实现了0.85GHz~1.9GHz 频带范围约75.6%的相对带宽内驻波比小于2;在0.95GHz~1.65GHz 带宽约58.3%的相对带宽内增益大于9dBi。     

高增益双圆极化对数周期阵列天线

介绍了一种由双圆极化对数周期天线单元组成的高增益宽带高效天线阵。从对数周期天线的基本概念出发,给出了双圆极化对数周期天线单元分析、设计方法及计算、测试结果。对对数周期天线的拼阵方法进行了分析,给出一实例,测试结果和设计值的一致验证了方法的正确性。     

一种新型高增益宽带圆极化天线阵列的设计

分析了一种具有高增益的宽带圆极化天线。每一个单元都是双面印刷偶极子,为了展宽带宽,采用了宽频带90°巴伦作为馈电网络用于给偶极子阵列馈电。在此基础上,制作了一个2×3 元小型圆极化平面阵,为了压缩尺寸,将馈电网络位于介质板的底层,该天线最高增益可以达到14.2dBi,并可以获得64%（VSWR<2）的阻抗带宽和54.5%（AR<3） 的轴比带宽。     

低剖面高增益阵列侦察天线研究

近年来,随着侦察系统的不断发展,侦察平台小型化对天线严格要求与天线理论的自相矛盾越来越突出,即 天线低剖面、小型化且高增益。为解决此工程实际问题,我们提出了一种开槽印刷天线为单元的阵列天线,在仿真优 化的基础上进行实测,此天线仿真与实测基本一致,具有带宽较宽、剖面低以及增益高的特点,很好的解决了实际工 程难题。     

新型高增益反射阵列天线的设计

介绍了一种新型的高增益反射阵列天线。根据栅格阵列的特点,确立了天线的结构,通过开槽线阻抗变换器实现匹配,并利用电磁场仿真软件HFSS对该天线进行了理论分析。仿真值与实测值能较好地吻合,表明该天线具有良好的匹配和高增益特性。     

高增益宽带圆极化微带天线阵研究

研究了S波段高增益宽带圆极化天线阵的设计方法,讨论了阵列间距与天线增益、E面方向图之间的关系,论述了微带天线阵馈电网络工程实现途径,并研制了S波段高增益宽带圆极化天线阵实验样机,并对天线阵实验样机的电特性进行了测量,测量结果表明,天线最大增益为15 dB时,天线阵的阻抗带宽达到了12.25%,圆极化轴比小于3 dB带宽为9.4%,测试数据充分说明了该天线阵具有尺寸小、高增益、宽频带、圆极化特性,从而验证了设计方法的有效性.     

一种具有雷电防护功能的高增益垂直极化全向赋形天线设计

设计了一种具有雷电防护功能的大功率高增益垂直极化全向赋形天线.天线采用印刷偶极子作为辐射单元,通过4个单元俯仰组阵满足天线高增益要求.采用遗传算法优化阵元幅度和相位,实现天线俯仰波束赋形设计.通过功分器对均匀分布的4组赋形子阵列等幅同相馈电,实现天线方向图方位面全向覆盖.避雷针穿过天线印制板安装架安装于天线底座中心起雷...     

一种新型的宽带全向高增益天线

通过对现有的同轴连续枝节天线设计方法的研究，提出了一种新的设计方法。用新方法设计出的同轴CTS天线，不仅保持了原有设计的优点，而且使得设计更加简单易行，同样采用4个CTS单元，新方法设计出来的天线比原有的设计提高了2．2dB的增益。     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。     

一种高增益分形微带阵列天线

采用2阶皮亚诺分形曲线,设计了一种具有高增益端射特性的微带阵列天线。该阵列天线由多段皮亚诺分形曲线组成,通过添加微带相移器,分形曲线构成了一个偶极子天线阵列。文中介绍和分析了该分形阵列天线的工作原理、结构和主要参数对性能的影响。设计并制作了一只工作于5.8 GHz的分形阵列天线,仿真和测试结果表明,该天线具有良好的辐射特性,其端射增益达19 dB,旁瓣＜-12 dB,交叉极化＞30 dB,天线口径效率超过90%。     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

宽带平面微带贴片天线阵设计

在分析了一种结构简单且具有宽带特性的双层贴近耦合微带贴片天线的基础上,通过计算阵列单元间E面和H面的互耦效应,确定了合适的阵元间距,并采用简单的T型等分功分器组成并联馈电网络,实际制作并测试了一个8×8元宽带平面天线阵。天线阵中心频率f0=12.5GHz,阻抗带宽大于16.0%(驻波比VSWR<2.0),增益大于22.5dB。这种结构的平面天线阵在卫星通信等领域应用前景广阔。     

K波段高增益低副瓣微带天线阵的设计

本文为工作于K波段的车载防撞雷达收发前端设计并制作了一款高增益低副瓣易集成的微带贴片阵列天线。该天线采用串并结合馈电形式,在满足各阵元激励同相不等幅的基础上,既有效减小了馈电网络的损耗,又实现了天线小型化。测试结果表明,该8×6元微带天线阵带宽为24.2~24.8GHz(VSWR1.5),最大增益可达20.2d B,第一副瓣电平-20d B,E面、H面的半功率波瓣宽度为16.7°和11.8°,其尺寸仅60mm×45mm。该阵列天线凭借其高增益、低副瓣、、结构紧凑体积小及性能稳定等优点,经验证实用性强,在汽车防撞雷达系统中有广阔的应用前景。     

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。     

超薄高增益UHF 抗金属标签天线设计

设计了一款超薄的高增益UHF抗金属标签天线。标签天线以高介电常数的陶瓷为介质基板,由上层带有双T 型槽缝的金属贴片、介质基板和下层金属贴片组成,天线平面尺寸为80 mm×40 mm,厚度仅为0.8 mm。天线结构简单,不需要短路通孔、短路销钉或短路贴片将天线上层贴片与地板相连,通过改变天线上层贴片T 型槽缝的尺寸,可以对标签天线阻抗进行有效调节,并实现天线的低剖面。天线未加金属地板最大增益为3.4 dBi,加载金属地板最大增益为6.9 dBi,且加载金属地板前后天线的中心频率和阻抗带宽无明显变化。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测未加载金属地板状态下最大识别距离为4.5m,加载金属地板状态下实测最大识别距离为6.8 m。