一种 VTS 裂缝波导天线结构设计与仿真

超长尺寸船舶交通管理系统裂缝波导天线在自重和风载荷作用下极易产生变形。 文中通过天线口面形式的喇叭状设计,在径向平面内与天线罩、极化栅、内支架和加强筋等形成封闭稳定结构,外支架则采用焊接桁架设计,提升了天线整体的刚度与强度。 通过优选天线各组成部分材料,在减轻自重和保持刚度之间取得平衡。 最后,以有限元力学仿真软件来校核结构主要部分的变形与应力,结果表明结构变形值和强度安全系数均满足设计输入要求。     

机载雷达平面裂缝阵列天线结构动态分析

针对机载雷达平面裂缝阵列天线重量轻，刚度大的要求，设计了一次焊接成型的整体结构天线。应用等儿结构理论，研究出了其等效结构，建立了有限元模型，进行了结构动态分析。该天线模态试验结果与计算结果基本一致，为同类天线的结构进行了有益的尝试。     

基于谐振式反射器的脑活动探测天线设计

设计了一款用于脑活动探测的超宽带定向天线。该天线采用了平面菱形单极天线的宽频带特性,通过缺陷地结构实现小型化。为了增强天线的定向辐射能力,设计了一种花瓣形谐振式反射器,在较宽频带内产生同相反射,并可减少剖面高度至0.1λ0。该天线整体结构具有尺寸小、重量轻的特点。对天线结构进行仿真优化并加工实测,测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点,实测阻抗带宽为0.91~2.42 GHz(91%),且远场方向图表明了天线具有良好的定向性能,因而该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

一种新型双频宽波束四臂螺旋天线的设计

根据移动卫星通信和卫星导航定位中对天线宽波束、圆极化和低仰角增益等要求,设计了一种新型的双频四臂螺旋天线,通过将工作于不同频段的两副结构类似的天线以内外共轴的方式形成一个整体来实现双频工作。天线通过开槽线巴伦实现平衡馈电,利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的宽波束圆极化特性。测试结果表明。实测和仿真结果基本一致,天线在两个频段都实现了较好的宽波束圆极化特性。     

星载圆锥螺旋天线的一体化设计

高可靠性对于星载天线至关重要,印制馈线和焊点往往会严重降低天线的工程可靠性.针对这一问题,本文以超宽带圆锥螺旋天线的设计为例,强化电气、结构和工艺协同设计思想,通过改进传统巴伦结构,提出了电缆、巴伦和螺旋线一体化的无焊接设计方案.仿真结果表明,所设计的天线在整个工作频段内具有良好的宽角高增益覆盖、宽角圆极化特性和前后比指标.     

卫星环焦天线波纹馈源筒的设计与仿真

本文针对Ku波段小型环焦动中通天线目前的主流设计,分析了馈源筒附近反射对天线性能的影响,并设计了一种具有波纹结构的馈源筒,可以减少此类电磁波并提高天线整体增益。通过仿真软件模拟,验证了该设计具备提高天线增益的能力。     

一种结合遗传算法和HFSS 的天线仿真与优化方法

电磁仿真技术在现代天线设计中发挥着重要作用。讨论了一种结合遗传算法和全波电磁仿真软件HFSS 的天线优化设计方法。采用遗传算法进行天线设计,能够直接设计一种新结构天线,并易于对天线的结构进行调整。在介绍了遗传算法基本原理的基础上,阐述了遗传算法在天线仿真和优化设计中的具体应用问题。通过VBS脚本将遗传算法与Ansoft HFSS 连接起来,对一种电磁耦合馈电的双极化毫米波微带天线进行了优化设计,展宽了该天线的阻抗带宽,天线指标满足设计要求,表明了采用遗传算法进行天线仿真的可行性。     

可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线

星载相控阵雷达因其平台的特殊性要求其天线具有大型轻质、可收拢展开的特点。设计了一种可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线。天线各层均采用柔性薄膜材料制作,相邻层间为空气,因此天线整体为柔性可收拢展开。采用两相互垂直的"H"形缝隙和双层微带贴片结构,并结合3 dB电桥实现了宽带和高隔离度的双圆极化。仿真和测试结果表明,该薄膜天线单元两馈电端口驻波小于2的相对带宽约为36%,极化隔离度大于32 dB,并给出了天线单元双圆极化波瓣方向图的测试结果,其3 dB波瓣宽度为64°,天线单元增益为6.2 dB,并设计了天线小阵。     

改进型超宽带Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于宽带信号收发系统的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用电磁仿真软件HFSS对这两种Vivaldi天线的性能进行优化分析.通过对不同结构Vivaldi天线的对比分析结果可以看出改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到宽带传输系统的设计要求.     

一种新型X波段超宽带介质谐振器天线的设计

设计了一种新型的超宽带介质谐振器天线。该天线采用微带-槽耦合馈电方式,通过在地板上开矩形槽,背面由50Ω的微带线中心馈电,从而展宽带宽。采用类似T型层叠结构,产生两种频率相近的模式,从而显著提高天线的阻抗带宽。仿真结果显示,该新型超宽带介质谐振器天线工作于X波段,天线的相对阻抗带宽达到47.37%,频段内平均增益超过7.2 d Bi,天线方向图对称性良好。天线的整体辐射特性良好,且结构简单,易于实现,可应用在微波通信、雷达等领域。     

金纳米棒结构太赫兹光电导天线设计

由于光电导天线的太赫兹(Terahertz THz)辐射效率较低,根据光电导天线设计原理设计了一种新的光电导天线结构,该结构在蝶形光电导天线电极间隙处增添了金纳米棒阵列,阵列按正三角形排列,通过时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)对所提结构和蝶形光电导天线结构进行仿真模拟。模拟结果表明此结构与蝶形光电导天线相比,光吸收率提高了269%,电场强度提高了985%,光电流提高了两倍。研究结果为实现太赫兹光电导天线的高功率转换效率提供了一种有前景的方法。     

复合材料垂尾隐蔽式短波天线研究

为研究复合材料垂尾对机载短波天线输入阻抗和辐射特性的影响,分析了不同机载隐蔽式短波天线的结构和性能,提出了一种基于复合材料垂尾的新型回线天线结构,并利用基于时域有限差分法的仿真软件XFDTD对这种位于机垂尾前缘的隐蔽式回线天线和传统的机载套筒天线分别进行了建模和仿真。根据仿真结果分析并总结出了复合材料垂尾对这两种机载短波天线输入阻抗和辐射特性的影响情况。通过与传统回线天线的比较,验证了新型回线天线的可行性和优势。仿真结果对实际机载短波天线的研究和设计有一定的参考价值。     

小型化窄条形宽带柔性天线

设计了一款小型化窄条形宽带柔性天线,该天线由辐射片和带有短路枝节的共面波导金属地构成,整体尺寸为24.5 mm×5.0 mm×0.1 mm。通过采用带有短路枝节的共面波导金属地、新共面波导结构、两个U型缝隙、馈线倾斜焊接等方法,有效增加了阻抗带宽,且与常规柔性天线相比尺寸减小70%。测试结果表明,天线用于超宽带定位系统中的智能手表时,工作频段覆盖3.27～4.55 GHz,带宽内增益大于2.4 dBi,不圆度小于0.95 dB。     

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。     

基于玻璃纤维环氧树脂的双陷波宽频微带天线设计

设计了一种新型的宽频微带天线,天线基本结构为回字形,在两个正方环主辐射贴片之间通过四个长方形辐射贴片进行连接.天线基板材质选用玻璃纤维环氧树脂复合材料,大小为30 mm×45 mm,厚度为1.6 mm.天线结构采用电路板印制工艺进行图形化,参考地印制于基板背部.借助Ansoft HFSS 13.0进行仿真,在1～8 GHz范围内进行扫频,结果显示其可用频段为2.1～4.3GHz,相对带宽为68％.给出了天线反射系数、电压驻波比、输入阻抗和增益方向图的仿真结果,分析了结构参数对天线辐射性能的影响,实际测量与仿真结果基本一致.     

一种双Z型双频微带天线的分析与设计

设计一种双Z型缝隙结构的双频微带贴片天线,通过加载缝隙改变贴片表面电流路径的方法来实现天线的双频带,并利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行仿真分析.结果表明,当回波损耗小于-10.0 dB时,天线工作频段分别为2.44～2.56 GHz和4.92～ 5.08 GHz,且天线的相对带宽分别为4.8％和3.2％.与普通微带天线相比,该天线的带宽有很大的提高,天线的整体辐射性能良好,且结构简单易实现,所设计的双频微带天线可用于无线通信系统中.     

H形印制天线的仿真设计

简要阐述了H形平面直立印制天线的设计思想与整体结构的形成过程;通过利用Ansoft HFSS进行建模计算与结构优化,并将仿真结果与测量结果进行了比较。最后对该天线的应用前景进行了展望。     

应用于手机中的小型化WLAN双频天线设计

设计了一款适用于手机的小型化WLAN天线,尺寸为10 mm×35 mm,天线的主要结构为一个折叠型倒L-L结构.设计过程中采用了共面波导馈电（CPW）技术,有效地增加了天线的带宽.仿真结果表明,天线在2.45 GHz时覆盖了2.38 GHz ～ 2.688 GHz,5.2 GHz时覆盖了4.77 GHz～6 GHz,同时达到了IEEE 802.1 1a和IEEE 802.11 b/g标准.整体来说,天线尺寸小、频带宽,方向图性能良好.对天线进行了实物加工并进行了测试,结果显示仿真与实验结果吻合,均能覆盖所需频段.     

适用于WiMAX的小型化微带天线设计

设计了一种加载U型缝的小型化分形结构微带天线。该天线应用Giuseppe Peano分形理论和U型缝加载技术,延长电流的有效路径,从而降低天线的谐振频率,实现天线小型化,同时采用空气作为介质层,减小天线的Q值,增加天线带宽。通过使用HFSS对天线进行仿真优化,得到了天线尺寸参数。仿真结果表明,天线的相对带宽为6%(3.47～3.71 GHz),最大增益可达2.91 dBi,整体辐射性能良好。天线贴片尺寸仅为14 mm×14 mm,相比于普通微带天线,面积缩减了59%。该天线结构简单,尺寸小,能较好地适用于WiMAX通信。     

具有超宽带RCS减缩特性的天线设计

该文设计了两种人工磁导体(AMC)单元,在8～20 GHz的超宽频带内,两种AMC结构能够实现180°±37° 的反射相位差,将这两种单元组成棋盘结构时,能够实现入射电磁波的散射场相消,从而在超宽的频带内实现棋盘表面法向雷达散射截面(RCS)的显著减缩。同时,利用超表面天线的概念,设计馈电网络,将设计的AMC结构用做天线,仿真发现在9.08～10.30 GHz的范围内,天线的S₁₁小于–10 dB,可以实现天线的有效辐射。实测结果和仿真吻合较好,因此该文的棋盘结构可以实现具有RCS减缩特性的天线设计。