一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

圆极化微带天线的分析与优化设计

介绍了微带天线发展概况、特点和分类。详细介绍了空腔模型法,该方法是分析微带贴片天线的重要方法,适用于任何形状的贴片。研究了圆极化微带贴片天线轴比的改进方法和基板等效介电常数的最佳实现问题,给出了详细的数值推导过程和相关特性曲线。研究结果为微带贴片天线的优化设计指出了明确的方向。     

一种高性能Fabry-Pérot贴片天线设计

提出了一种新的极化转换单元结构,可作为覆层用于设计具有高辐射性能的微带贴片天线.通过采用在介质基板上下表面涂覆的矩形金属贴片切角的方式,实现了传输系数主极化及交叉极化幅度差和相位差在9.0~12.8 GHz频段范围内分别稳定在±3 dB及90°±15°之间,从而取得了宽带极化转换性能,最后在微带贴片天线辐射的线极化波的激励下,实现了-10 dB反射系数带宽为2.8 GHz(9.0~11.8 GHz),3 dB轴比带宽为11.0~11.5GHz,峰值增益为9.8 dBic,这为新体制雷达天线的设计应用提供了一种新思路.     

一种微带贴片天线RCS减缩新方法

为了减小微带贴片天线的雷达散射截面(RCS),利用电磁带隙结构(UC-EBG)的带阻特性,提出用UC-EBG代替普通金属作为微带贴片天线的地板．当天线工作频带内的电磁波入射时,UC-EBG地板呈现出带阻特性,不影响天线的正常工作;而在该频带以外,UC-EBG地板具有良好的带通特性,对入射电磁波起透射作用,从而可以达到减小天线带外RCS的目的．仿真和测量的结果吻合良好,证明了此方法的有效性．     

不同形状微带贴片天线性能比较

介绍了一种可应用于C波段的耦合微带贴片天线.微带贴片天线的辐射贴片形状多种多样并且对天线的各项性能具有重要影响.通过改变辐射贴片形状,设计等面积正六边形、三角形、圆形3种常规贴片天线并分析比较了贴片形状对于天线性能的影响.所设计的天线采用叠层结构和微带线耦合馈电,使得天线的性能有明显的改善.采用基于有限积分法的CST Microwave Studio电磁仿真环境分析不同贴片形状天线的性能,比较了中心频率、回波损耗、带宽及相对带宽、增益和方向性系数等参数.通过仿真,3种贴片天线都存在带宽较窄的问题,这是由于微带天线本身高Q值的特点导致的.相对于其他两种贴片,正六边形微带贴片天线的带宽最宽,辐射性能最佳.     

基于左手材料的微带贴片天线

为实现微带天线的小型化,提出了一种基于左手材料的微带贴片天线。该天线在普通贴片天线底板上加载左手结构,利用左手材料的相位补偿特性,突破了传统微带天线的半波长限制,实现了微带天线的小型化设计。利用电磁仿真和实验分析了天线的性能,实验结果表明,加载左手材料结构的微带贴片天线的电性能优于传统贴片天线,且尺寸仅为传统天线的67.5%。     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

角馈方形贴片微带天线交叉极化抑制方法研究

鉴于串联馈电的角馈方形微带贴片天线在设计时易产生交叉极化现象,严重影响阵列天线的辐射性能,以角馈方形微带贴片作为天线阵阵元,设计了一种泰勒分布的低副瓣线阵天线.首先分析了角馈方形微带贴片交叉极化现象,然后提出运用开槽法和增加馈电段法来抑制交叉极化,最后给出了仿真和实测结果.实测结果表明,开槽法和增加馈电段法有效抑制了交叉极化,降低了对主极化方向图的影响,天线具有较好的辐射性能.     

一种新型小型圆极化GPS微带天线的设计与实现

设计制作了一种新颖的宽带EBG(Electromagnetic Bandgap)结构小型圆极化GPS微带贴片天线单元．采用Koch矩形分形设计圆极化GPS微带贴片天线和特定尺寸的EBG结构,一方面有效减小了天线单元的尺寸,另一方面有效抑制其工作时产生的表面波,改善了其工作性能．仿真和实测结果表明,相对于普通矩形结构的微带贴片天线单元,该分形天线单元尺寸减小了约27％.同时,采用EBG结构使工作频率上的 3dB轴比带宽增加了约30％,增益增加约 0.2dB．     

结构型吸波材料在阵列天线RCS减缩中的应用

天线雷达散射截面(RCS)减缩时需要保证天线的基本辐射性能,这使得其带内的RCS控制变得十分困难．为此,提出了利用结构型吸波材料实现阵列天线的带内RCS减缩．结构型吸波材料由矩形金属贴片和相邻贴片之间的加载电阻构成,阵列天线为1×4的微带贴片天线阵,并将吸波材料排列在阵列天线单元之间．仿真和实测结果表明,当阵列单元之间加入结构型吸波材料后,阵列天线的辐射性能基本保持不变,阵列天线的带内RCS能获得9dB以上的减缩．     

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩．在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4dB左右,而天线的增益下降不到0.4dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面．     

利用高阻抗表面缩减天线雷达截面的新方法

针对现有雷达截面(RCS)减缩技术会导致天线辐射性能退化,体积、重量和成本增加,减缩性能受安装精度影响而不稳定的缺点,提出了一种缩减天线RCS的新方法．将高阻抗表面(HIS)与天线制作于介质板的同一表面,使HIS的同相反射相位带隙的频率与天线工作频率重合,通过高阻抗表面与天线的散射场的对消来减小天线的雷达散射截面,从而实现对垂直照射的天线工作频带内的同极化威胁雷达波的隐身．实验结果表明: 在天线工作频带内,其RCS得到了5.3dB以上的减缩,同时,带外RCS亦得到了有效的抑制,S₁₁的-10dB并未展宽,天线间的互耦得到了有效抑制．     

一种RCS计算的新方法

给出了使用矩量法分析微带天线散射的方法,由于引入了附加模基函数,能够较准确地分析探针的作用.提出了使用两种不同负载的天线的散射场求天线接任意负载时天线的散射场的新方法,为快速分析微带天线的散射特性提供了理论基础.数值结果证明了这种方法的有效性.     

High-Gain and Low-RCS Patch Antenna Array Based on Slot-EBG Structure

A novel low radar cross-section (RCS) and high gain patch antenna array is proposed. A pair of slots introduced on the mushroom electromagnetic bandgap (EBG) patch realize polarization-dependency and act as parasitic radiation to enhance the antenna gain. A chessboard-like configuration composed of slot-EBG blocks is further equipped on the antenna array for scattering cancellation. Optimizing the layout pattern enables the designing of a high-gain and low-RCS antenna array using the slot-EBGs. Full-wave simulations validate that a front gain enhancement of more than 2.5.dB in the operating frequency band and low-RCS in a broad frequency band for normal incidence are obtained by the proposed antenna array.     

Design of Tapered Novel AMC Chessboard Reflector for Broadband RCS Reduction

An artificial magnetic conductor (AMC) chessboard reflector is designed which shows low backscattered radar cross sections (RCS) in a broad frequency band in this paper. Designed by the phase cancellation principle, a conventional chessboard low RCS metasurface can be formed by polarization-dependent mushroom-shaped AMCs. Two new features are added to this design based on the conventional chessboard metasurface. Firstly, the long edge of the metallic patch on the AMC element is concave to obtain a broader bandwidth. Then, the width of the patch in each AMC block is tapered in one direction to further extend the operating bandwidth for RCS reduction. The backscattered RCS of the tapered AMC reflector is numerically investigated and compared with a non-tapered one. It is found that by introducing the above features, an RCS reduction greater than 10.dB can be obtained by the reflectors with relative bandwidth of 46% in the X-band.     

一种双频微带贴片天线的设计

在矩形微带辐射贴片的设计基础上,通过选择合适的50Q同轴线的馈电位置,设计了一个双频微带贴片天线,工作于1．3GHz及1．8GHz频段。基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件,对天线尺寸进行设计,并通过合适的馈电位置实现与微带线之间的匹配,降低天线的回波损耗。结果表明：端口散射参数s11表明天线在1．3GHz及1．8GHz表现小的回波损耗,该方法可为实际双频天线的设计提供指导。