基于尺寸渐变超表面宽带高增益低剖面天线

设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线,该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点,从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构,分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能,采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为43.3 mm,厚度为4.853 mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示,该天线-10 dB阻抗带宽达到了54%(3.99～6.93 GHz),最高增益达到12.05 dB,在4～6 GHz范围内增益保持在8 dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点,适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。     

基于部分极化转换表面与部分反射表面的宽带高增益圆极化天线设计

该文介绍了一种具有部分极化转换与部分反射功能的超表面结构,并将其应用到具有宽带高增益性能的圆极化法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)谐振腔天线设计中。所设计的超表面在反射地板存在时能够表现出反射型部分极化转换功能从而用于F-P天线的圆极化源设计,而当反射地板被移除时其具有部分反射功能因而能够作为F-P天线的部分反射表面。通过在部分极化转换表面上方放置矩形贴片并加载寄生贴片与部分反射表面,辐射源贴片的线极化辐射能够被转变为高增益圆极化辐射,并且天线的阻抗带宽与轴比带宽均得到加强。所设计的天线经过仿真、加工与测试,测试结果表明其阻抗与轴比带宽分别为6.8～8.4 GHz (21.3%)和6.8～8.3 GHz (19.9%),峰值增益达10.5 dBi。     

基于超表面的低剖面宽带圆极化天线

基于超表面设计了一款低剖面、宽带、圆极化天线。天线由改进的Wilkinson功分器馈电实现宽带90°相位差,超表面单元在传统方环形单元上加载箭头结构来增加额外的等效电容,进一步改善了天线带宽和增益性能。仿真和测试结果表明,天线的阻抗带宽为36.7%(2.0 GHz-2.9 GHz),3dB轴比带宽为26.1%(2.0 GHz-2.6 GHz),保持稳定右旋圆极化辐射,峰值增益8dBic,整体天线厚度仅0.05 A。(6mm)。     

基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成,下层是传统的线极化缝隙微带天线,上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理,并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明:加载超表面后,不仅使天线辐射圆极化波,还扩展了天线的阻抗带宽,天线相对阻抗带宽达到17%,3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性,加工、测试了天线实物样品,并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好,说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低,非常有利于与载体共形的应用。     

基于智能超表面的二维相扫天线

针对传统相控阵天线设计复杂、成本高昂等问题,提出了基于智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)的空间馈电二维相扫天线。该天线通过RIS技术对来自馈源的电磁波进行相位操纵,实现了天线高增益和天线波束的可重构。与传统相控阵天线相比,该天线具有结构简单、成本低廉、剖面极低等特点。天线原型由一块含有1 024个单元的超表面阵列、驱动模块及自支撑馈源组成,其中超表面阵列通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)来实时控制以满足天线波束快速切换、方向图二维实时重构等需求。超表面单元两种调控状态在6.5～10.0 GHz具有低于0.5 dB的幅度损耗,在7～10 GHz频带范围内反射相位差在180°±5°以内。天线原型在7.7、8.0、8.3 GHz的测试增益为24.72、24.92、25.06 dBi。天线±60°扫描增益滚降低于4 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。     

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。     

双频低剖面Fabry-Perot天线的研究与设计北大核心CSCD

本文提出了一种基于超表面(MTS)的Fabry-Perot天线，实现了双频高增益情况下的低剖面特性。研究Fabry-Perot天线的谐振器模型，通过射线追踪法获得FP天线谐振时的相位条件。所研究的天线由两部分组成，双频微带天线作为馈源，提供2.4GHz和5.4GHz的辐射。MTS作为部分反射表面(PRS)调节反射幅度和相位，当PRS满足对应的谐振条件时，可以在2.4GHz提供11.8dB的峰值增益和0.068λ的剖面高度，在5.4GHz提供14dB的峰值增益和0.153λ的剖面高度。     

X波段圆极化透射阵天线

设计了一种具有极化转换功能的圆极化透射阵天线单元。该单元具有3层结构,包括线极化接收贴片、地板和圆极化辐射贴片,通过旋转圆极化辐射贴片来实现相位补偿。采用该单元设计了一种具有极化转换功能的圆极化透射阵天线,并对其进行了仿真。仿真结果表明,在10 GHz处天线的增益和口径效率达到最高,分别为24 dBi和31%,天线的3 dB增益带宽为9%(9.6～10.5 GHz)。与一般的透射阵天线相比,该透射阵的焦径比仅为0.33,具有剖面低的优点。对该天线进行了加工和测试,测试结果与仿真结果基本吻合。     

一种非谐振宽带高增益部分反射面天线

介绍一种非谐振的宽带高增益部分反射面天线。该天线由一个线-圆极化转换超表面、一个宽带耦合馈电天线和金属地组成。部分反射面和金属地板构成的腔体处于非谐振状态,通过旋转部分反射面上层的圆极化贴片对泄露的电磁波进行相位校正,可实现高增益和宽带圆极化的性能。仿真结果表明,天线3 dB轴比带宽和3 dB增益带宽分别为10.37～13.52 GHz(26.37%),11.21～12.99 GHz(14.71%),同时,天线在12.4 GHz实现20.23 dBic的峰值增益,口径效率为34.11%。     

宽带高增益圆极化天线

设计了一种宽带高增益圆极化天线。天线采用双同轴线激励以及威尔金森功分器和90°相位比较器的馈电网络形式实现了天线的宽带圆极化特性。该馈电网络形式能在较宽的频带范围内保持稳定的幅度和相位。通过在蝶形天线外围引入方形环,增加了天线的有效辐射面积,从而显著提高了天线的增益。测试结果显示,该圆极化天线VSWR<1.5的阻抗带宽达到63.6%,3 dB轴比带宽达到66.7%,且在1.1~1.6 GHz频段范围内,右旋圆极化增益＞9.4 dB。     

基于超表面的卫星天线设计进展综述

超表面是由亚波长尺寸单元密集排布组成的平面结构,具有强大的电磁波调控能力,而基于超表面的新型卫星天线在缓解业务多样化和用户数量激增方面极具潜力。介绍了目前卫星天线发展现状趋势,对传统天线加载超表面和单一超表面天线加以区分,归纳了加载超表面后天线所具有的低剖面、多极化、波束控制等优势,综述了超表面作为主要辐射元件的天线设计。分析了超表面在不同天线设计方案中的工作原理、效能以及存在的优势与不足,最后讨论了超表面卫星天线的发展方向,指出超表面技术在卫星天线设计领域中具有实用价值。     

SIW cavity-backed circularly polarized square ring slot antenna with wide axial-ratio bandwidth

In the proposed work, Substrate Integrated Waveguide (SIW) cavity-backed circularly polarized slot antenna for wideband operation is proposed. A square-ring-slot is etched on the top of the SIW cavity, used for radiation To generate the circularly polarized (CP) wave, the slot is placed slightly offset from the centroid of the cavity. By finely optimizing the antenna dimensions, it exhibits a wide axial-ratio (AR) bandwidth of 789 MHz (7.1%) ranging from 10.64 to 11.45 GHz. Moreover, the radiating slot is excited by an SIW based feed by an inductive window, which lead to a wide impedance matching over 1.74 GHz ranging from 9.92 to 11.67 GHz. Due to the SIW cavity-backing structure, the antenna offers unidirectional radiation patterns while maintaining a low-profile and planar compatibility. To validate the proposed design, the antenna is fabricated and experimentally tested in terms of reflection coefficients, AR, gain, and radiation patterns. The simulated and measured results reveal good mutual agreement. Moreover, the proposed antenna is very useful for wideband applications operating in X-band (8–12 GHz)     

基于超表面的低剖面高增益圆极化天线

提出了一种基于缝隙耦合超材料表面的低剖面圆极化高增益天线,该天线由一个超材料表面和一个微带缝隙天线紧贴着组成.通过改变超表面切角的大小来产生圆极化波,同时还可以提高天线增益和拓宽阻抗带宽.为了验证仿真结果,制作和测量了一个大小为1λ×1λ×0.067λ(在10 GHz处)的样本天线,仿真和测量结果显示出良好的一致性.结...     

A microstrip array feed for land mobile satellite reflectorantennas

A circularly polarized feed array for a spacecraft reflector antenna is described that was constructed by using linearly polarized microstrip elements. The array has seven subarrays which form a single cluster as part of a large overlapping cluster reflector feed array. Each of the seven subarrays consists of four linearly polarized microstrip elements. The array achieved a better than 0.8-dB axial ratio at the array pattern peak and better then 3 dB antenna gain to 20° from the peak, across a 7.5% frequency bandwidth. A teardrop-shaped feed probe was used to achieve wideband input impedance matching for the relatively thick microstrip substrate. The low impedance and axial ratio bandwidths were achieved using a relatively thick honeycomb substrate with the impedance-matching feed probes     

A NEW DESIGN METHODOLOGY FOR PRINTED LOG-PERIODIC MONOPOLE ANTENNA

In theory, Log-Periodic Antenna (LPA) is a linearly polarized antenna with frequency independent properties on the input impedance and gain patterns. Owing to these characteristics, LPA has gained research interests and been employed for many wideband applications. A Printed Log- Periodic Dipole Antenna (PLPDA) with multiple notched bands is proposed for Ultra-WideBand (UWB) applications. An antenna with the notched frequencies of 1.03 GHz, 1.28 GHz, 1.72 GHz, 2.24 GHz and 2.51 GHz is designed, fabricated, and measured. An antenna model was established on the substrate of FR4 and feed by a stripline. The simulation results show that the antenna can achieve an impendence wide bandwidth from 0.89 to 2.58 GHz with return loss less than –10 dB and exhibit stable antenna gain. Furthermore, the measurement result is better consistent with simulation result.     

低剖面极化可重构超表面天线

提出了一种低剖面极化可重构超表面天线. 天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路. 电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关（PIN1,PIN2,PIN3和PIN4）和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换. 对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4～5.4 GHz,?10 dB阻抗带宽为29.8%;3 dB轴比带宽为8.3%,从4.6～5 GHz;各状态下的实测增益相差不大,其平均增益都大于5 dBi. 仿真结果与实测结果吻合良好.     

Design of wideband circularly polarized aperture-coupled microstripantennas

Two variations of a novel feeding technique for a wideband circularly polarized aperture-coupled microstrip antenna are described. Prototype designs for wideband linearly polarized elements are first presented, and then used for circularly polarized designs. Techniques used for design of the feed network are detailed, for both series feed and parallel feed versions. Experimental results are shown for each antenna, and results for the two designs are compared. The impedance and axial ratio bandwidths for these antennas are among the best yet achieved for microstrip antenna elements. Several design variations are also discussed