微带天线的理论和实验

为了分析微带天线,推导出一种以腔体模式为基础的简单理论。给出了许多典型形状的计算公式。对于迄今所研究的不同形状和尺寸的许多微带天线,一般,理论上预测的辐射方向图和阻抗轨迹与实测结果是相当符合的。事实上这种理论能使方向图和阻抗轨迹计算变得很容易。一般绘出的输入导纳轨迹接近常数电导圆,但它的中心偏移到史密斯图表的电感区域。讨论了简并和稍微简并本征值情况的一些特殊性质。还给出了确定矩形微带天线谐振频率的精确计算公式。     

相控阵导引头微带天线阵设计及单元功率容量计算

文中重点研究了微带天线的功率容量能否满足相控阵导引头的要求。首先,根据课题需要进行了相控阵导引头天线阵的总体设计;然后,根据典型参数和需要的探测距离,计算出导引头天线阵中每个单元的发射功率;接着,对矩形微带天线的功率容量进行了研究,并给出了矩形微带天线功率容量随关键参数变化的曲线,该曲线对于矩形微带天线的设计具有参考价值,研究结果表明微带天线的功率容量可以满足相控阵导引头的应用要求。     

L型探针馈电的微带天线的仿真研究与设计

采用矩量法对L型探针馈电的微带天线进行仿真研究,对比分析了L型探针的2种传统等效方式,得出细带和立方柱体不能用于等效L型探针馈电,文中采用直接剖分对L型探针进行建模。通过对L型探针馈电矩形微带天线进行参量分析,得出当空气介质厚度大于0.8λ0时,采用L型探针馈电可以使天线相对带宽达到30%以上(S11<-10dB);分析了L型探针高度和臂长对天线带宽的影响,通过判断电抗的容感性,调节L型探针的高度和臂长,可以有效改善天线带宽。最后设计了一副频率覆盖通信卫星下行传输信号频段3.2～4.4GHz的微带天线。     

一种毫米波低副瓣微带天线阵列的设计与仿真

针对降低毫米波段微带天线的副瓣电平,提出了一种角馈方形微带贴片天线阵。在分析毫米波频段阻抗变换段与传输线之间存在不连续而导致阻抗失配和设计频率偏移这一突出问题的基础上,确定了馈线与输入阻抗、谐振频率的关系,利用HFSS软件优化馈线和阻抗变换段的宽度,实现了阻抗匹配和天线谐振频率的调整。仿真表明,设计的6×10元谐振式角馈方形微带阵列是一种低造价、实用性强的低副瓣电平毫米波天线。     

介质覆层对圆柱共形微带天线性能的影响研究

研究了圆柱共形微带天线加载介质层对天线性能的影响。首先采用互易定理分析了加载介质层后圆柱共形微带天线辐射特性,然后运用有限元法计算了天线的方向图．与文献结果进行了比较,验证了程序的有效性。最后。对不同介质覆层厚度和不同覆盖层介电常数下天线的散射参数和辐射方向图进行了仿真。结果表明,圆柱共形微带天线加载介质层后,天线的谐振频率产生了漂移而且阻抗带宽明显降低,介质层厚度对天线阻抗带宽的影响较大,而介电常数的影响相对较小。     

缝隙加载的宽频带圆极化微带天线

为了扩展单馈圆极化微带天线的带宽,提出了一种新型的圆极化微带天线.通过在双层微带天线的圆环贴片上加载面积适当的矩形缝隙对的方式,使天线可以在较宽的频段范围内辐射圆极化波.仿真结果表明,该天线具有良好的宽带特性,其阻抗带宽(VSWR<2)达到了29.6%,圆极化带宽(AR<3 dB)为12%.该天线具有结构简单、体积小等优点,在无线通信领域具有广阔的应用前景.     

基于腔模理论讨论矩形微带天线远区场

微带天线是由导体薄片粘贴在背面有导体接地的介质基片上形成的天线。利用腔模理论对矩形微带天线远区场求解时,将微带天线看作是一个矩形谐振腔,可列出腔内波动方程,求出内场。并利用侧壁磁流等效其微带天线窄缝四周面磁流密度,再用矢量电位求出远区场和方向函数表达式。该方法条理清楚,分析简明,结合经验修改,能达到工程上的要求。     

采用八边形互补开口谐振环抑制微带天线阵耦合

提出了一种通过八边形互补开口谐振环结构(Complementary Split Ring Resonator,CSRR)抑制微带天线阵相互耦合的方法。新结构加载于间距为1/4波长的两个微带天线组成的阵列中,蚀刻在阵列的接地板上。在谐振频率附近会出现带阻效应,抑制天线阵间的互耦,仿真结果证明天线阵列间的互耦因子降低34.6dB,且抑制范围也较宽。     

柱面微带天线的分析与仿真

为研究微带天线与安装柱形壳体共形弯曲后工作性能变化,以平面微带天线为基础建模仿真了不同曲半径的柱面微带天线结构,将平面、不同曲半径柱面的微带天线仿真数据进行了详细分析比较。结果表明:当平面微带天线弯曲成柱面时,中心工作频率和10 d B带宽均不会受到影响,但xz和yz截面上的增益会受到影响。由此得到矩形微带天线在不同曲半径柱面下工作性能的优劣,为曲面微带天线的研究和实用化设计提供了准确的理论与仿真依据。     

三层宽频带微带天线的设计

由于微带天线的频带较窄，故在很大的程度上限制了微带天线的广泛应用。文中给出了一种由三层多贴片组成的宽频带微带天线．它利用微带线进行馈电．放4个圆形贴片在中间层作为补偿电容。由贴片之间的谐振耦合使该天线的频带展宽25．79％（VSWR≤2）．可在从14．15G到18．34G的Ku波段内工作。     

一种毫米波微带并馈天线阵的设计

介绍了矩形微带天线的原理和设计方法,并设计制作了2×1的毫米波微带并馈天线阵,运用Ansoft HFSS软件进行仿真调试。辐射方向图表明该天线阵主要向上半空辐射,增益可以达到9.87 dB,阻抗带宽(VSWR≤2)从31.2 GHZ到32.5 GHZ。     

基于准行波阵的毫米波引信微带频扫天线

针对传统毫米波引信天线无法兼顾宽波束、高增益、小尺寸的问题,提出了一种基于准行波阵的毫米波引信微带频扫天线;该天线由5个微带贴片串联构成,天线尺寸仅为20 mm×8 mm,微带贴片之间距离固定,通过频率扫描方式改变天线主波束指向;毫米波引信在弹丸落地前根据落角信息计算出天线的主波束倾角,然后通过调整引信的工作频率使频扫天线主波束垂直照射到目标;仿真与实测结果显示:天线工作频率为30.2～35.6 GHz,在整个频带内增益均大于11 dB且幅值基本保持不变;天线通过频扫方式其E面主波束探测角可以达到78°;该天线高增益、小尺寸,天线的频扫特性使引信在不同落角情况下均能保持对目标的最大探测能力.     

一种新型U形槽宽频带微带天线

针对微带天线的窄频带提出了一种新颖的U形槽的宽频带微带天线结构．该天线有别于一般的U形槽微带天线，其辐射贴片是附着在介质板的下面，天线采用探针一微带方式馈电。最终得到的微带天线的中心频率为2．0GHz-10dB带宽为660MHz．相对带宽达到33．00％。     

平面正弦天线及其小型化馈电巴伦

研制一款工作频段为3～15GHz的两臂平面正弦天线,使用50Q同轴电缆馈电。正弦天线具有平衡辐射结构及超宽带特性,因此必须使用相应的馈电巴伦进行匹配转换。但传统的指数渐变微带巴伦纵向尺寸过大,通常为0．5λmax不利于整个天馈系统的紧凑布置。因此,设计了一种小型化的微带馈电巴伦并用于两臂平面正弦天线的馈电。通过测试比较发现,在其各项性能和常规微带馈电巴伦的正弦天线基本保持一致的前提下,纵向尺寸得到了很好的压缩,利于实现紧凑布置。     

三陷波特性的超宽带单极子天线

设计了一种具有三陷波特性的超宽带单极子天线。该天线通过在圆形贴片、馈线和接地板上引入半波长和四分之一波长的谐振电路,实现了三陷波功能,避免了与其他通信系统之间的干扰。通过仿真可知,天线的回波损耗带宽为1.88GHz～11.3GHz,陷波频段2.27GHz～2.60GHz,3.38GHz～4.12GHz和5.18GHz～5.93GHz,具有良好的辐射带宽和方向性。     

毫米波基片集成波导裂缝阵列天线研究

毫米波基片集成波导裂缝阵列天线具有频带宽、辐射效率高和剖面薄等优点,对实现毫米波雷达导引头的小型化研制工作具有重要的工程意义。根据基片集成波导理论,采用阵列天线设计方法,研究了基于微带贴片加载形式的单元裂缝天线频率带宽拓展方法;基于基片集成波导的平面馈电网络设计方法,设计了16×12微带贴片加载的基片集成波导裂缝阵面结构、并馈基片集成波导功率分配及和差波束形成网络,使用HFSS对天线模型进行了仿真分析和优化设计,研制了毫米波频段单脉冲基片集成波导裂缝阵列天线样机实物。经测试,天线带宽大于1 GHz,效率优于30%,驻波小于2,厚度仅为4 mm,指标测试结果与设计相符合。     

一种弹载毫米波引信天线的分析与设计

将微带漏波天线近似为波导，辐射壁采用导纳边界条件，分析了微带漏波天线的传播特性和辐射特性，给出了微带漏波天线的设计步骤和方法。以毫米波弹载引信天线为应用背景，分析和设计了一种微带漏波天线，求解结果和仿真结果吻合较好。     

弹丸头锥上对称配置的S波段微带天线阵

针对以前传统的微带共形阵在弹道修正弹和遥测等应用平台上安装困难及抗高过载的问题,提出了一种弹丸头锥上对称配置的S波段微带天线阵。该微带天线阵采用天线单元与微带功分器分离的形式,两个天线单元介质基片焊接在23 mm×30 mm的钢片上,用螺钉固定在头锥上铣削出的小平面上,在头锥两侧对称布置。微带功分器放置在锥体内部,天线单元通过背馈方式与微带功分器连接,进行等幅同相馈电。仿真、测试与试验表明:S波段弹丸头锥上对称配置的抗高过载微带天线阵性能指标优良、安装工艺简单且具有抗高过载能力,该研究成果可应用于各种尺寸的遥测和弹道修正弹的弹载共形微带天线阵设计。