一种新型化小型超宽带磁电偶极子天线设计

针对传统的磁电偶极子天线在电尺寸不够小、工作带宽较窄等问题。提出了一款兼具超宽带、小型化和良好定向性的磁电偶极子天线。首先,基于传统的磁电偶极子天线模型,将传统磁电偶极子天线的磁偶极子和“Γ”形馈电条进行弯曲折叠;然后,为了进一步拓展带宽,将矩形电偶极子改进为梯形形状;最后,在磁电偶极子两侧加上竖直金属板,实现汇集电磁波,提高增益。实验结果表明,该磁电偶极子天线的VSWR<2阻抗带宽达到124.4%(1.02～4.38 GHz),天线电尺寸仅为0.25λ×0.25λ×0.09λ,其中λ为工作频段低端对应波长,天线具有良好定向辐射方向图,在工作频段内增益为3.9～7.2 dBi,实现了小型化、超宽带的设计目标。     

超宽带双极化交叉偶极子天线设计

提出一种结构简单的新型超宽带双极化天线。采用交叉偶极子天线实现双线极化;每只偶极子天线由两个八边形环振子构成,同时在八边形环内部加载寄生枝节,引入新谐振点增加天线带宽;天线结构紧凑,尺寸仅为0.3λL?0.3λL(λL为低频截止频率对应的空间自由波长)。对天线进行加工测试,测试结果表明,该天线在1.24~4.42 GHz能够实现电压驻波比(VSWR)<2,相对带宽达到125%,方向图带宽为95%(1.24~3.60 GHz)。天线定向辐射性能良好,在方向图带宽内增益大于7 dB。     

基于电阻和槽加载的小型化超宽带Vivaldi天线

设计了一种小型化超宽带Vivaldi天线.该Vivaldi天线采用共面结构,以降低交叉极化电平.为了向低频拓展天线的工作带宽,实现小型化设计,首先在传统的微带线转槽线的巴伦基础上加载电阻;其次,在辐射臂上加载7对不同长度的槽.整个天线的尺寸为0.32λL×0.24λL(高×宽,λL为最低工作频率波长).仿真和测试结果都说明该天线的工作带宽为fL～12fL,增益在0dBi ～ 10dBi.该天线可以应用于对尺寸和带宽有严格要求的电子对抗领域.     

基于超表面的超宽带低剖面双极化天线

提出了一款基于超表面的超宽带低剖面双极化天线。该天线由2对垂直放置的偶极子和超表面阵列组成。由于采用双极化形式,能够引入附加的谐振点,从而拓展了天线的带宽。为了实现低剖面特性,偶极子天线加载了具有同相反射相位的超表面阵列。此外,通过超表面阵列的切角设计,改善高频段的电压驻波比和辐射方向图。该天线剖面高度仅为38 mm(0.1λ),在0.81～2.35 GHz(97.4%)频带内,电压驻波比(VSWR)小于2,端口隔离度大于15 dB,增益为5～11 dBi。     

一种频带展宽的小型化左手偶极子天线的设计

左手传输线加载偶极子(简称左手偶极子)可以有效实现天线的小型化,但是这种天线通常带宽窄、效率低。通过采用一种渐变的梯形网络结构代替传统的非渐变的结构形式来改善天线的阻抗特性,设计了四单元的左手偶极子天线,进而拓展了天线的带宽,天线总长度为0.2。仿真和实物测试结果显示:天线同时工作在–1阶和–3阶谐振模式,|S11|≤–10 dB的阻抗带宽达到6.5%,在工作频段内(571~610 MHz),天线的增益不小于–4.25 dBi,效率大于25%。     

一种宽带水平全向平面天线设计

为提高水平全向天线的带宽,设计了一种宽带水平全向平面天线.该天线由4只弧形偶极子天线组阵构成一个圆环,每只偶极子天线振子交错印刷在印制板的上下表面.将4只弧形偶极子远场方向图叠加组合为水平全向辐射方向图;在每只偶极子振子上开缝并在印制板边缘加载寄生贴片,增加天线的带宽.设计和加工制作一只天线样品,测试结果表明,该天线能...     

一种水平全向平面偶极子阵列天线

基于偶极子组阵结构,设计了一种具有水平全向辐射方向图和水平极化特性的平面天线。该天线由3只偶极子天线组成,每只振子弯折30°并上下交错印刷在PCB板的表面上,构成正六边形环,环的直径为0.45λ0(λ0为中心频率处的自由空间波长)。3只偶极子天线均采用SMA接头直接顶馈,从而省略了偶极子天线的馈电巴伦。通过优化偶极子天线振子长度和间距等结构参数,以及控制馈电相位,实现水平全向辐射。设计和加工制作了一只工作频率为2.45 GHz的天线样品,测试与仿真结果吻合良好,其|S11|≤10 dB的相对阻抗带宽为12.94%(2.367~2.684 GHz),水平全向增益约为1.42 dBi,不圆度小于±0.7 dB。     

基于超表面的圆极化印刷偶极子天线研究

利用一种以双头箭头作为结构单元的反射型极化旋转超表面,设计了圆极化的印刷偶极子天线。通过将该超表面加载在普通印刷偶极子天线的下方,使线极化的偶极子天线辐射圆极化波。测试表明,天线的圆极化工作带宽为6.96 GHz到7.13 GHz。在7.04 GHz处,垂直方向上的轴比达到约1 d B。该天线有着较好的圆极化效果,并且实现了低剖面以及小型化。     

结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线

为了满足系统对阵列天线宽带、低副瓣的要求,设计了一款工作在X和Ku波段的结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线,相对带宽为54.5%,副瓣电平在-30 dB以下,天线纵向尺寸为4.5λg。阵列天线采用带状线加权馈电网络和宽带带状线偶极子天线一体化设计,偶极子天线用短路探针对馈电分布电容进行补偿并加载寄生贴片,有效展宽了带宽;馈电网络通过拓扑结构设计获得各功分节点最佳功率比值,对各功分节点位置合理布局缩减馈电网络纵向尺寸。在微波暗室利用近场测试系统对阵列天线实物进行测试,验证了仿真结果。     

频带展宽的复合左右手传输线偶极子天线

针对周期复合左/右手(Composite Right/Left-Handed, CRLH)传输线偶极子天线带宽窄的问题, 提出一种非周期CRLH传输线的天线模型.该模型主要由N个不同尺寸的LC梯形网络单元组成, 实现参差调谐, 改善天线的阻抗匹配, 拓展天线带宽.设计了一种四单元非周期CRLH偶极子天线, 模拟和实验测试结果表明:天线的长度为0.135λ₀时, 满足回波损耗|S₁₁|≤-10 dB的相对阻抗带宽为8.55%, 天线的匹配性能得到了改善.