Design of Cylindrical Conformal Millimeter-Wave Microstrip Antennas with Broad Beamwidth

This paper describes the design of a novel cylindrical millimeter-wave microstrip antenna (MA) with broad beamwidth by means of isotropic transformation (IT). A planar millimeter-wave antenna with broad beamwidth is designed first, and then IT is used to design a conformal one based on the planar structure. In addition, phased array with eight present elements has been designed as an example. Finally, numerical results are given to show that the present antenna possesses broad beamwidth and its array is of large scanning angle, which also verify the validity of the method of IT.     

一种宽带宽波束圆极化微带天线的设计

文设计了一款宽带宽波束圆极化微带天线。 天线采用堆叠的双层圆贴片结构,结合四点顺序旋转馈电方式,实现了宽带圆极化辐射性能;在叠层圆贴片周边加载垂直接地金属柱环形阵,利用波束引向作用和等效零模谐振特性,在大带宽范围内实现了半功率波束宽度(HPBW)的有效展宽,并保证宽带宽波束内的圆极化辐射性能。 对天线进行了加工、测试。 实测结果表明,S11 小于-10 dB 的阻抗带宽( 4. 54 GHz ~ 11. 50 GHz)为 87%,覆盖了期望的应用工作频带6 GHz ~ 10 GHz;轴比小于3 dB 的带宽达到了33. 1%(6. 71 GHz~ 9. 36 GHz);HPBW 在6 GHz~ 8 GHz 范围内接近100°,在整个带宽内均超过 75°;除了 9. 5 GHz 以上频段,工作频带内的 6 dB 轴比波束宽度覆盖范围都接近 200°,表明天线在宽带和宽波束内具有良好的圆极化性能。     

一种宽频带高增益微带天线的设计

本文介绍了一种宽带微带天线的设计方法,通过采用厚的空气基板、"E"形贴片,同时对同轴馈电探针的直径和长度进行优化,使其VSWR≤2的相对带宽达到41.7%,且其频带内增益大于6dBi.     

一种小型宽带宽波束圆极化微带天线设计

介绍了一种小型宽带宽波束圆极化微带天线设计。该天线采用双层短路贴片,通过旋转结构设计结合多点馈电技术,实现了微带天线的宽带宽波束圆极化辐射。仿真与测试结果表明：VSWR〈2的阻抗带宽为15.9%（1.45～1.7 GHz）,半功率波束宽度和3 dB轴比波束宽度在8.6%（1.45～1.58 GHz）的频带内均大于100°,天线尺寸仅为0.43λ×0.43λ×0.035λ。     

宽带低副瓣微带反射阵列天线

为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线.该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性.采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,实现了反射阵列天线的宽带低副瓣特性.实测结果表明,在X频段3.2%的带宽内,天线副瓣电平低于-25 dB,并且天线效率不低于50%.     

准八木型宽带微带天线单元的设计

利用三维电磁场仿真软件(Ansoft HFSS)对准八木型微带天线单元进行了仿真计算.研究了天线结构参数对天线性能的影响.最后得到一个良好的设计。实验结果与计算值相吻合。     

微带宽缝天线的谐振频率和带宽特性

借助时域有限差分法(FDTD)对微带宽缝天线的频率和带宽特性进行了分析讨论.采用高斯脉冲激励,对计算空间采用非均匀网格划分,通过FDTD,一次计算就可得到天线谐振频率和带宽的参数.研究了微带宽缝天线的频率和带宽特性随着缝宽变化的规律.发现当缝宽从1mm增加到30mm时,天线的谐振频率从3.4GHz降低到2.3GHz,天线的10dB带宽可从9%增加到28%.     

一种小型多频微带天线的分析与设计

针对普通微带天线在低频端辐射板尺寸较大的缺点,设计了一种新型的小型微带天线结构.通过在普通微带天线辐射板周围加载寄生贴片,并在寄生贴片上进行馈电的方法,有效延长了辐射板上的电流路径,从而减小了天线的谐振频率,达到了天线小型化设计的目的,同时,加载的寄生贴片也产生了新的电流路径,获得了天线的多频工作特性.仿真结果表明,当...     

一种新型小型化三频微带天线的设计

设计了一种可用于无线局域网/无线城域网(WLAN/WiMax)频段的小型化三频微带天线。该结构形似太极鱼,在鱼眼附近同轴馈电,并利用贴片上的一条矩形缝隙,既可实现阻抗匹配,又可使天线在贴片外边界3个位置产生谐振,进而实现在3个频段内同时工作。通过电磁仿真软件HFSS对天线进行仿真,结果表明,该天线在中心频点为2.45GHz,3.95GHz和5.25GHz处的回波损耗分别为29.7dB,29.2dB和27.4dB,天线性能良好。同时天线整体尺寸只有0.24λ×0.18λ(λ为频点2.45GHz时的自由空间波长),具有小型化的特点。该天线尺寸小且结构简单,具有良好的应用价值。其中2.45GHz和5.25GHz可用于WLAN频段,3.9GHz可用于WiMax频段。     

双频圆极化微带天线小型化设计

研究了一种单馈条件下双频圆极化微带天线的设计方法,通过开槽的方式实现了小型化,采用辐射边加载实现了阻抗带宽的展宽,采用电磁仿真软件HFSS进行了仿真,得到了天线的VSWR、AR以及增益等指标,对这些指标进行分析后,证明了该天线设计方法的可行性与正确性。     

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计*

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列.仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S11＜-10dB)和轴比带宽(AR＜3dB)分别达到了25.9％(32.2 ～41.8GHz)和20.1％(32.6～ 39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7％和14.7％,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低.     

一种新颖小型共面波导馈电的超宽带天线设计

设计了一种新颖小型共面波导馈电的喇叭形超宽带天线,接地面不同于传统矩形而采用接地面围绕辐射体两侧向顶部延伸的方式,并且靠近馈线的接地面使用两阶阶梯凹槽,利用仿真软件仿真优化辐射体和接地面的结构参数,天线加工后的尺寸为27 mm×30 mm×1.6 mm,实测阻抗带宽为2.5～12.0 GHz,在3.1～10.6 GHz范围内基本呈全向性,并且具有较稳定的增益,约为2.5 ～ 6.0 dBi.     

小型多馈源宽频微带天线分析与设计

本文着重研究了提高轴比带宽的方法。从多馈源实现圆极化的机理出发,从理论上分析证明了采用多馈源技术可有效展宽轴比带宽。在小型微带贴片天线上,设计馈电网络,采用探针馈电,为贴片提供等幅、相位相差90°的激励,形成圆极化。仿真及实测结果表明,这种天线与单馈点天线相比,展宽了轴比带宽,提高了低仰角不圆度指标。     

一种用于共形相控阵的宽频带宽波束双圆极化微带贴片天线

介绍了一种用于共形相控阵天线的宽频带宽波束双圆极化微带贴片天线,并利用Ansoft公司的电磁场高频结构仿真软件HFSS对所设计的天线进行计算分析。所设计的微带贴片天线在设计频段内反射损耗小于-20 dB,半功率波束宽度大于±60°。     

小型化宽带蝶形微带天线的设计与仿真

传统形式上的微带贴片天线虽具有体积小、重量轻的特点,但窄带特性却制约了其工程应用的范围。在对曲边蝶形天线结构和特性理论分析的基础上,使用Ansoft公司的HFSS三维电磁场软件对其进行建模仿真,最终优化得出了在0.8～3.0GHz宽频带范围内都具有良好的辐射特性,且在工作带宽内VSWR<1.5的曲边蝶形微带天线,在小型化的基础上实现了微带天线的宽频带特性。     

小型圆极化环形微带天线的设计

提出一种新的小型圆极化环形微带天线,通过在环形贴片内外边缘非主要辐射区域开一组狭长缝隙获得小型化特性,在环形贴片内边缘135°、315°处相对位置开一对调谐窄缝隙实现圆极化,并用带状线在环形贴片内边缘馈电.这种天线表现出了极好的圆极化特性而且很容易在低频段匹配到50Ω,与普通带状线馈电圆极化环形微带天线相比,天线谐振频率下降,尺寸缩小了近50%.     

一种新型的大带宽微带天线研究

本文对一种新颖的具有宽频带特性的微带天线进行了实验研究，给出了这种天线的设计方法和测试结果，同时探讨了各结构参数对天线性能的影响．测试结果表明，这种天线其驻波比小于２（ＶＳＷＲ≤２）的相对带宽可达到３３％。在整个频带内，不同频率点上其Ｈ面方向图的３ｄＢ波瓣宽度在５０°～７０°之间。     

Dual Radial-Resonant Wide Beamwidth Circular Sector Microstrip Patch Antennas

In this article, a design approach to a radial-resonant wide beamwidth circular sector patch antenna is advanced. As properly evolved from a U-shaped d ipole, a prototype magnetic dipole can be fit in the radial direction of a circular sector patch radiator, with its length set as the positive odd-integer multiples of onequarter wavelength. In this way, multiple TM_0m(m = 1,2,...) modes resonant circular sector patch antenna with short-circuited circumference and widened E-plane beamwi...     

小型化缝隙加载圆极化及宽带微带贴片天线设计

提出了一种十字形缝隙加载的小型宽带及圆极化微带贴片天线的设计方法。该天线通过在方形贴片上加载一个大尺寸的十字形缝隙实现天线的尺寸缩减,介质基片采用由FR4和空气层组成的层叠结构,在缝隙中嵌入L型枝节,只需通过调整枝节上同轴线馈电点的位置来获得圆极化或宽带阻抗匹配。ANSYS HFSS仿真分析表明,天线的圆极化带宽（AR≤3 dB）为1.7%,阻抗带宽（VSWR≤2）为5.8%,天线在宽带范围内具有稳定的增益,峰值增益为7.8 dB,同时贴片面积缩减了52.3%。改变馈电点的位置可调节两个谐振频率使天线阻抗带宽达到9.4%,比传统的微带贴片天线阻抗带宽提高了114%。     

基于毫米波微带天线设计的射频电路实验

本文设计了一个新的射频电路设计性实验项目——可用于无人机高度测量的毫米波雷达微带天线的设计与实现。该实验项目通过让学生完成该天线的自主设计、仿真、优化、制作和测试的过程,引导学生来深入体会实际射频工程中的实际流程和方法,从而提高其学习兴趣,进而进一步培养其工程素质、实践能力和创新精神。