宽带圆极化阵列天线设计

提出了一种应用于S波段小型宽带圆极化微带贴片天线阵列。单点背馈式方形贴片印刷于Duroid5880介质板上,在贴片上加载两个相邻矩形缝隙,一方面实现圆极化辐射,另一方面拓展天线单元的阻抗带宽。利用该单元组阵,通过采用连续相位旋转法馈电天线单元拓展天线阵列的轴比带宽,仿真结果表明,线阵和面阵的阻抗和轴比带宽均达到10%以上。     

C波段微带阵列天线的设计分析

微带阵列天线的使用对飞机的隐身性能、机动性能等都具有非常重要的现实意义,在分析矩形微带天线设计原理的基础上,依据指标设计要求,完成了一个C频段微带天线阵的设计;同时,利用三维电磁场仿真软件(Ansoft HFSS)进行了仿真,并对其设计的参数进行了优化;在此基础上,通过实物加工,暗室实测,以及与AnsoftHFSS仿真结果进行比较,达到了C频段微带天线阵设计的目的,具有一定的实用工程价值.     

汽车雷达微带阵列天线设计

为提高汽车雷达性能,设计了一款汽车雷达天线,采用4×8微带阵列天线形式,设计中心频率为24.1 GHz,采用指数加权的方式设计馈电网络,以降低副瓣.在HFSS电磁仿真平台上对其进行仿真、优化.仿真结果显示天线最大增益为21.4 dBi,副瓣电平低于-15 dB,H面半功率波束宽度约为10°,在24 ～ 24.5 GHz频段性能稳定.天线整体长约70 mm,宽约36 mm,体积小.将该天线应用于汽车雷达可以探测车辆和障碍物的速度、距离、角度等信息,从而实现防撞预警、盲点侦测等功能.     

复合基底圆极化微带贴片天线建模与仿真

设计了一种用于无源射频识标签,中心谐振频率为2.45GHz的圆极化微带贴片天线;设计中引入了Rogers RO4232(tm),Rogers RO4003(tm)以及玻璃短纤维增强聚四氟乙稀3种材质的复合基底,利用Ansoft HFSS 10.0进行建模,并对设计模块进行仿真和优化处理;仿真结果表明天线的方向性良好,有效增益为5.534dB,带宽50MHz(S11-15dB),阻抗匹配良好;驻波比、辐射效率均与理论期望吻合,各项指标达到了航空配件管理及维修记录的实际需求且易于实现,价格低廉,可靠性好。     

一种高增益宽频带圆极化微带阵列天线的研制

针对微带天线阻抗匹配带宽一般较窄的自身缺陷,基于相控阵雷达天线的应用背景,设计了一种工作在X波段的双层圆极化微带天线结构,且优化发现,其各电磁参数良好。为提高其增益,还在此基础上设计并最终制作了双层2×2结构的微带天线阵列,其实测性能与设计值相符,增益达到10.7dB,带宽1.2GHz,相应轴比为4dB,符合圆极化要求。     

一种宽频带四单元微带天线阵设计*

综合运用了H型缝隙耦合馈电技术和引入空气层技术展宽了天线的频带,设计出一个工作在Ku波段的宽频带微带天线单元并组成四单元阵列。该天线由两层介质板构成,并利用180°反相馈电抑制了高次模的耦合激励,降低了交叉极化电平。使用三维电磁场仿真软件(Ansoft HFSS)对微带天线进行仿真优化,仿真结果表明,天线单元性能良好,相对阻抗带宽(S11≤-10 dB)为8.5%,增益为8.05 dB。四单元天线阵列相对阻抗带宽(S11≤-10 dB)达到16.6%,增益为13.7 dB。天线阵列性能良好,设计方法具有很好的可扩展性。归纳总结出的介电常数计算式也具有普遍性。     

一种具有宽带双极化低散射特征的微带阵列天线

针对阵列天线宽带散射缩减设计进行研究,设计了一种基于无源对消技术的低散射阵列天线,该新型微带阵列天线在宽频带内具有双极化低雷达散射截面（RCS, Radar Cross Section）性能;对基于两种散射性能不同的单元组成阵列的RCS性能进行了理论研究,进行了单元的散射幅度和相位对阵列RCS的影响分析;提出了一种加载T型缝隙的新型微带天线结构,该单元结构的辐射性能与散射性能能够进行独立调控和综合优化,该单元与传统微带贴片单元具有相似的辐射特性,并可在宽频带（带内和带外）内与传统微带单元产生有效相位差;将传统微带单元和加载T型缝隙的新型微带单元组成4×4阵列天线,仿真结果表明,提出的阵列天线在3GHz～7GHz（相对带宽80%）频带内实现了同极化RCS缩减,在3.3GHz～7GHz（相对带宽71.8%）频带内实现了交叉极化RCS缩减,缩减峰值分别为16.3dB和36.3dB,带内RCS缩减均值分别为14.1dB 和17.6dB;与传统微带阵列天线相比,提出的阵列天线增益下降小于0.1dB;提出的微带阵列天线具有高效率辐射和宽频带双极化低散射性能,为低散射阵列天线设计提供了新的思路。     

一种新型EBG低剖面的微带基站天线设计

设计了一种工作在LTE及5G频段的新型微带基站天线,该天线通过在反射背板上加载新型EBG的方法,既满足天线的工作带宽及辐射增益,还达到了降低天线剖面高度的作用,将天线的高度从40 mm降低至22 mm。该基站天线的工作频带为1.65～3 GHz,阻抗带宽达到了1.351 GHz,阻抗带宽达到58%,在2.1 GHz频率上天线的方向性系数为8.13 dBi。研究证明,贴片在反射背板上加载EBG结构可以有效降低天线高度。     

X波段的圆极化微带共形阵天线的仿真与设计

为了满足X频段机载雷达天线的指标要求,使得矩形平面天线与柱面共形,通过并联侧馈方式进行馈电。在微带共形阵天线的相关理论基础上,阵元采用介电常数2.2,厚度为0.5mm的介质基板。通过HFSS12对微带共形阵天线进行仿真设计并优化。实验结果表明,在X波段内实现了方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为9.80-10.20GHz,最大增益可达10dB,全向辐射性能稳定,满足了指标要求。     

L/C双频共口面微带天线阵列设计研究

介绍了一种新的双频共口面微带天线阵列的设计.天线工作在L波段和C渡段,采用共口面结构实现复合双频工作,适用于机载合成孔径雷达.L波段(1.275GHz)采用带扇形头的微带线耦合馈电的蝶形缝隙天线,达到10%的阻抗带宽.C波段(5.3GHz)采用缝隙耦合馈电的矩形贴片天线,4×4阵列仿真带宽达到6%左右.此高低波段单元结构组合形式可以实现高频比,且在物理结构上没有相互遮挡.用Ansoft Hfss和Cst对设计进行了对比仿真优化,得到了较好的双频辐射特性.     

ARM多维天线阵控制系统的设计

介绍基于ARM和CPLD的多维天线阵控制系统的设计。系统采用串行通信方式,用ARM嵌入式系统与CPLD相连接取代传统上采用的计算机连接CPLD方式的控制,由于ARM的运用使系统控制阵列天线更具智能化、应用程序更简化,CPLD的使用大大增加了与外设相连接的引脚数,满足了项目中对多条控制线的需求。作为主控制器的ARM取代了PC机,ARM具有体积小、集成度高、运算速度快、存储器容量大、功耗低等特点,节约了项目成本,缩小了整机体积,增强了系统的稳定性和灵活性,在实际应用中取得了理想的效果。     

一种多轨道角动量模式双环形微带阵列天线

针对圆环形阵列天线产生轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)涡旋电磁波的技术,提出了一种基于多层板设计的双环形径向均匀圆阵列天线,用于产生多种OAM模式。以L型探针馈电的圆微带天线为单元,将多个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上组成双环形阵列天线,并采用等幅且同一圆环的相邻阵元间以连续相位差的方式馈电。HFSS仿真表明,上述天线阵可以产生具有多模式轨道角动量的涡旋电磁波束。所提出的天线可作为利用OAM进行相位分集的候选天线以增加无线通信的信道容量。     

基于有限元法串馈微带天线阵的设计与优化

研究毫米波段串馈微带天线阵的优化问题,阵列采用1/4阻抗变换器的幅度加权方法实现低副瓣。针对阻抗变换段与传输线之间存在不连续导致各单元相位的差异而影响副瓣电平进一步的降低,应用有限元法优化传输线的长度进行相位补偿,使各单元辐射同相谐振。仿真结果表明,优化后的方向图副瓣≤-22dB,较优化前降低了7dB,增益15.8dB,波束宽度9.6°,实现了微带阵列天线的低副瓣、高增益、窄波束的指标要求。     

小型化多频带微带天线的设计

第三代移动通信对天线的小型化和多频带提出了越来越高的要求,提出了一种双U型槽和弧形边联合加载的平面倒L天线,采用微带馈电;从蜂窝移动通信、全球定位系统和蓝牙通讯对天线的要求出发,设计了两个四频天线:一个覆盖GSM/DCS/PCS/ISM频段,另一个覆盖GSM/GPS/PCS/ISM频段;应用ANSOFT公司的HFSS10.0三维仿真软件,对天线进行设计和优化,最终得到了两个基本符合频段带宽及方向图要求的四频天线,这对微带天线的小型化和多频带技术具有一定的指导意义。     

树枝状结构超材料在微带天线上的应用仿真

针对普通微带天线增益低、方向性差的缺点,提出一种树枝状结构超材料微带天线模型,为提高性能,利用以有限积分为主的CST软件对树枝状结构负磁导率微带天线模型和树枝状结构左手材料覆层微带天线模型进行了仿真研究。仿真结果表明,相对于普通微带天线,负磁导率材料基板天线增益提高了,并使有效辐射功率得到提高。同时,树枝状结构左手材料覆层天线的增益提高了1.2dB,相当于天线的有效辐射功率提高了31.8%,E面和H面主瓣半功率波束宽度分别收缩了45.8°和44.8°。树枝状结构负磁导率材料和左手材料可以抑制天线激发的表面波,对天线发射的电磁波进行会聚效率更高。新型天线可用于导弹、卫星及飞机飞行器等。