一种寄生阵列宽带圆极化天线的设计

该文设计了一款C波段单馈寄生阵列的宽带圆极化天线。此天线采用紧邻的双层F4B介质基板,通过在方形驱动贴片上开槽及采用寄生阵列的设计实现了圆极化。对天线结构的设计步骤进行说明,研究了各结构对天线阻抗带宽和轴比带宽的影响,并研究了寄生贴片切角长度和驱动贴片上的缝隙宽度对天线轴比和带宽的影响。对天线的圆极化方向图进行了仿真。仿真结果表明,在5.5 GHz时实现了右旋圆极化,最大增益为8.1 dBi。加工并测试了宽带圆极化天线,测试结果与仿真结果基本相符,天线实测的阻抗带宽为1.3 GHz,轴比带宽为1.26 GHz。设计的叠层天线具有结构紧凑,装配简单和轴比带宽大的优点。     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

采用四层介质耦合馈电结构,设计了一种新型宽带圆极化微带天线.选择方形倒角贴片为辐射单元,采用开路微带线耦合馈电,附加一并联调谐枝节,不仅拓宽了阻抗匹配带宽,而且有效改善了天线的圆极化轴比特性.利用这样的圆极化单元,组成四元圆极化天线阵.经过计算和测试,天线工作于3.0GHz时,单元和天线阵的阻抗带宽分别达到了14.3%和31.3%(VSWR<2),3dB轴比带宽分别达到11.67%和29.87%.这种结构的圆极化天线阵在无线通信等领域应用前景广阔.     

一种卫星接收天线的研究

介绍了一种宽带宽、轴比带宽宽的卫星接收天线的设计,天线采用微带线共面馈电的微带天线形式,利用增加寄生贴片展宽天线单元的电压驻波比带宽和圆极化轴比带宽,利用旋转馈电技术扩展了天线阵列的圆极化轴比带宽.天线设计得到了实验的验证.     

一种新型宽带圆极化天线的分析与设计

本文设计了一种新型的在地板网孔对角开阶梯型结构的宽带圆极化天线,通过调节阶梯型结构的尺寸,可以改善天线的圆极化性能。在地板网孔的两个内角进行切角,可以进一步优化天线的3 dB轴比带宽。馈电结构采用了L型贴片结构,可以显著提高天线的阻抗匹配性能。仿真和测量的-10 dB回波损耗和3 dB轴比的综合带宽分别为71.4%和74.2%。最后就天线设计的几个关键结构对天线性能的影响进行了分析,并给出了天线回波损耗,轴比和增益的仿真和测试结果。     

基于对称哑铃型的双圆极化微带天线设计

小型化和宽轴比带宽是双圆极化天线设计领域的研究热点。文章设计了一款馈电结构简单,天线尺寸较小的双圆极化微带天线。天线利用同轴电缆双端口馈电,在介质板上下两层对称分布的两个哑铃型贴片,分别辐射右旋圆极化(RHCP)波和左旋圆极化(LHCP)波。在天线的基础上,添加寄生贴片,通过天线互耦作用,改善了天线的匹配和增益情况。经仿真分析,此天线实现了48%的工作带宽和13%的轴比带宽,具有工作频带宽,可实现双圆极化,结构简单以及尺寸小型化的特点。     

一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线的设计

提出一种微带线馈电的宽带圆极化微带天线,它由微带馈线、辐射贴片和FR4介质板组成,在辐射贴片的矩形槽对角添加两个环形结构,实现了微带天线圆极化的要求,通过调整微带馈线的尺寸,有效改善了天线的轴比带宽。该天线单元的轴比带宽达到了43.8%(2.5~3.9 GHz)。     

基于PBG结构的宽带圆极化天线的新设计

分析了一种在高介电常数基板上周期性挖孔的PBG结构的阻带特性,然后在提出一种宽带圆极化天线的基础上,将这种PBG结构应用于天线底板,选择合适的栅格周期和孔半径,使得天线的谐振频率落在它的阻带范围内,可以很好地抑制表面波的传播,进一步改善天线的圆极化度。当天线工作于12.5GHz时,加载PBG结构的圆极化天线阻抗带宽达到20.6%(VSWR<2),3dB轴比带宽达到27.4%,这样的结果相对于普通圆极化天线而言,带宽有近10倍的增加。这种结构的圆极化天线在卫星通信等领域应用前景广阔。     

倒L形枝节加载宽带圆极化缝隙天线

设计了一种倒L形枝节加载宽带圆极化缝隙天线。天线为单层矩形结构,采用共面波导(CPW)馈电,通过在馈线上端加载倒L形枝节和在环形接地面上加载T 形枝节,实现了天线的宽阻抗带宽和宽轴比带宽特性。实测结果表明,S11 ￡-10 dB 的阻抗带宽达到115%(1.6-5.9 GHz),轴比￡3 dB 的圆极化带宽为48.3% (2.2-3.6 GHz)。该天线结构简单、易于制作,具有较好的应用前景。     

一种双频段圆极化阵列天线

文章将宽带单极化Vivaldi天线正交排列,通过圆极化电桥馈电,构建双频段圆极化阵列天线的基本辐射单元。利用遗传算法优化圆极化基本辐射单元的曲线特性、开槽宽度等影响电性能的主要结构参数,使其阻抗带宽及轴比带宽满足双频段工作的特性。根据相控阵天线理论,将基本辐射单元按矩形栅格排布得到圆极化阵列天线。仿真结果显示该圆极化天线在双频段内满足轴比及波束覆盖要求。该圆极化阵列天线对双频段圆极化阵天线的设计具有很好的指导意义。     

一种新型互补结构的宽带圆极化印刷天线北大核心CSCD

设计了一种新型的宽带圆极化微带天线,天线由两个完全相同的矩形微带贴片组成,采用微带线馈电方式为天线的上层微带贴片进行不对称馈电,下层贴片作为天线的部分地。天线从整体上是一个互补结构,根据圆极化产生的原理,在与馈电微带线相垂直的地方,开一条缝隙,产生正交的表面电流,调节天线的主要参数,使产生等幅正交的空间电场分量,从而产生圆极化波。通过增加十字形调谐结构,调节天线高频段的阻抗带宽和轴比带宽。天线在中心频率2.55 GHz处阻抗带宽(S11<-10 dB)为151%(0.8 GHz^4.5 GHz),天线的轴比带宽(AR<3 dB)为82.3%(1.5 GHz^3.6 GHz)。     

一种新颖开槽切角圆极化微带天线单元的设计

为了简化方形切角圆极化微带天线单元的设计流程,提出了一种新颖的开槽切角圆极化微带天线单元形式。利用在微带天线单元上开矩形槽的方法,避免了调试切角圆极化单元的谐振频点和轴比时的反复迭代过程,缩短了调试时间。分析了矩形槽的不同宽度和深度对阻抗和轴比的影响,并通过仿真设计出一款性能良好的微带天线单元。单层微带天线单元仿真的最终阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05% (1. 980 ~ 2. 021 GHz);仿真的最终轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50%(1. 995 ~2. 005 GHz)。加工了天线单元实物并进行测试,实测的阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05%(1. 975 ~2. 016 GHz);实测的轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50% (1. 990 ~ 2. 000 GHz)。实测结果与仿真结果具有良好的一致性,验证了设计的正确性。     

一种新型宽波束圆极化微带天线的设计

设计了一种新型宽波束圆极化微带天线,该天线采用四探针馈电,馈电网络由威尔金森功分器和传输线移相器组成,使四个馈电探针的相位依次相差π/2,实现了右旋圆极化辐射。通过Ansoft HFSS仿真结果表明：该微带天线结构简单、极化纯度高、全向性能好、轴比小于3dB的圆极化带宽达到27.7%,高于一般的微带圆极化天线（轴比小于3dB带宽约为15%）。天线可以很好地满足GPS通信的技术要求,也可用于无线局域网。     

一种新型环状宽带圆极化微带天线设计

本文设计了一种新型的环状开缝的宽带圆极化微带贴片天线,通过等幅度90°相位差的L型探针馈电。通过在环状贴片上开槽可以有效的增加轴比和阻抗带宽。传统的圆极化天线带宽受限于阻抗、轴比和增益的公共带宽,本文提出的天线得到有效带宽从1.1GHz到1.9GHz,相对带宽达到了53%以上,频带覆盖了GPS、GALILEO、COMPASS、GLONASS四大导航系统。该天线性能较好,加工调试简便,在卫星导航等领域具有广阔的应用前景。     

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。     

一种透射型线-圆极化转换超表面的设计及应用

提出了一种单对角线开缝的方形单元构成的透射型极化旋转超表面,并将其应用于宽带圆极化微带缝隙天线的设计中。采用等效电路法分析了超表面实现线-圆极化转换的工作机制,并对天线圆极化带宽的影响因素进行了参数扫描。仿真结果表明:加载超表面使线极化微带缝隙天线产生了圆极化辐射;同时,扩展了天线的阻抗带宽。天线相对阻抗带宽达到了33.2%,3 dB轴比带宽达到了19.5%,在阻抗带宽内天线增益均高于6.8 dBi,证实了新型超表面结构具有良好的极化旋转特性。     

一种小型化宽带圆极化微带天线的设计

设计并加工了一种采用同轴背馈方式馈电的小型化宽带圆极化微带天线。针对单点馈电微带天线轴比带宽窄的问题,通过增加馈电网络对天线辐射贴片进行双点馈电以展宽轴比带宽,得到了良好的效果。馈电网络根据带状线理论设计,利用U形接地板巧妙地实现了宽带天线的结构小型化。通过对辐射贴片的双点馈电获得了令人满意的电压驻波比带宽和良好的圆极化性能。通过仿真和实际测试表明,该天线VSWR≤2的带宽达到了30％,3dB圆极化带宽约为26％,同时频带内天线的增益达到4dB。     

一种双频左/右旋圆极化可重构环形缝隙微带天线

设计了一种频率比为1.9的双频左/右旋圆极化可重构环形缝隙微带天线,其在高频段和低频段分别工作于线极化和圆极化状态。在该天线中,环形缝隙和相互正交的四个缝隙臂将接地面分为五部分,缝隙臂上跨接两对PIN二极管开关和隔直电容。通过二极管开关的控制,天线在低频频率上可实现左/右旋圆极化的切换,在高频频率上则可保持其线极化性能不变。实验结果表明,天线在1.6 GHz的低频段上具有12.5%的3 dB轴比带宽,在3.06 GHz的高频段上其–10 dB阻抗绝对带宽为100 MHz,成线极化状态,辐射方向图近似不变。     

Single-feed circularly polarized microstrip ring antenna and arrays

An analysis is presented for a microstrip-feed proximity-coupled ring antenna and a four-element array. Interactions between the embedded microstrip feed and the radiating element(s) are rigorously included. Results demonstrate that circular polarization of both senses can be achieved with a ring antenna with proper design of two inner stubs located at angles of ±45° with respect to the feedline. Theory and experiment demonstrate an axial ratio 3-dB bandwidth of 1% and the voltage standing wave ratio (VSWR) <2 bandwidth of 6.1%. The axial ratio bandwidth is typical for a microstrip antenna with perturbations, while the VSWR bandwidth is larger than for the circular or rectangular patch with perturbations. A mutual coupling study between two elements shows that the axial ratio is less than 2 dB for interelement spacing greater than 0.55λ_eff, while the VSWR <2 for all spacings considered. A comparison between theory and experiment is provided for a 2×2 element array. The benefits of sequentially rotating the antenna elements in an array environment are presented. The axial ratio and VSWR bandwidths are both increased to 6.1% and 18% for a four-element array. A single-element antenna with two orthogonal feeds to provide both senses of polarization is demonstrated. The ring antenna is small (D/λ₀=0.325), the substrate thickness is thin (H/λ₀~0.035), and the microstrip feed produces a completely planar antenna system, which is compatible with microwave and millimeter integrated circuits (MICs), and monolithic microwave integrated circuits (MMICs)     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。     

5.835 GHz微带阵列天线的设计

为了降低目前电子不停车收费(electronic toll collection, ETC)系统中存在的邻道干扰、跟车干扰等问题,设计了一种5.835 GHz的微带阵列天线.首先使用对方形贴片切角的方式实现了天线的圆极化,然后通过对4个天线单元运用旋转与相位补偿的方式进行了轴比(axial ratio, AR)带宽的提升,并最终以改进后的4单元作为微带阵列天线的辐射单元.在低旁瓣和高定向方面,本文基于道尔夫-切比雪夫幅度分布的方法进行了不等幅馈电的馈电网络设计.通过大量的电磁仿真,最终确定了天线的最优结构,并进行了实物加工和测量.实测结果表明,阻抗带宽为5.67～5.88 GHz,在5.7～5.9 GHz频段内,增益大于15 dB,AR小于3 dB,E面半功率波瓣宽度小于12°,实测结果与仿真结果具有较好的一致性.该天线具有低旁瓣、圆极化、高定向的特点,为ETC系统路侧单元阵列天线提供了一种新颖的天线结构.