一种新型金属透镜天线设计

为了获得具有高增益特性的天线，对传统透镜天线工作原理进行了分析。因为透镜天线板间电场模式与波导中电场模式类似，以此为依据通过改变金属透镜的金属平板间距和板脊高度，设计了一种新型金属透镜天线，迥异于传统金属透镜天线的凹形曲面结构。该天线金属透镜由多片长方形侧面加脊金属板组成，能够很好地调节口径面的相位分布，以此实现口径面同相分布，从而获得高增益性能。     

一种新型微带馈电的圆锥喇叭天线设计

设计了一种微带馈电双极化喇叭天线。该喇叭天线的辐射层中心为一圆锥喇叭孔的金属波导材料,通过双层正交的三角形带状线馈电结构来实现双极化,最下层加入金属反射腔来抑制背向辐射,提高天线增益。利用HFSS电磁仿真软件对天线进行优化仿真,仿真结果表明,该喇叭天线在Ku波段上行(14.0～14.5 GHz)和下行(12.25～12.75 GHz)的反射系数VSWR均＜2,两个端口的增益均＞8 dB。该喇叭天线体积小,增益高,采用微带馈电的形式,适合作为Ku波段卫星地面通信系统的天线单元。     

一种应用于微波水分检测仪的角锥喇叭天线设计与分析

根据惠更新原理对比分析了几种常用喇叭天线的特性,依据角锥喇叭天线的设计理论,结合铁精矿水分微波检测仪的实际情况,设计了中心频率为9.4 GHz、增益大于10 dB的角锥喇叭天线结构.运用HFSS软件对该结构进行了仿真分析,通过仿真和对比分析得到一组较好满足工作需要的辐射增益方向图、驻波比等辐射特性,仿真结果验证了设计天线的可行性,为后期的试验和运行提供依据.     

基于超材料的毫米波汽车雷达喇叭天线设计与优化

应用于汽车雷达上的喇叭天线或透镜天线,为了获得高增益和高方向性,其长度或口面一般较大。为了保持口面大小不变,并且能有效缩短喇叭天线长度来减小体积、节约成本,文中设计了超材料平面透镜喇叭天线。采用此超材料的天线增益相比同尺寸的普通喇叭天线增加了1. 5 dB。进而,通过对喇叭口面的相位分析,采用了一种改进结构,该改进结构的增益相比同尺寸的普通喇叭天线增加了2 3 dB,与同增益同口径面积的普通喇叭天线相比长度缩短了44% 。实测结果表明,该超材料喇叭天线能提高喇叭天线2.5 dB 左右的增益。     

基于遗传算法的宽带高增益全介质透镜天线优化设计

提出一种基于多目标遗传算法的透镜天线优化方法,将透镜天线的增益和1-dB增益带宽作为优化目标,通过算法改变透镜的拓扑结构来实现优化. 设计了一款宽带、高增益的全介质透镜天线,并利用3D打印技术对透镜进行加工,降低了加工成本. 实测结果表明在6~18 GHz内馈源天线的增益提高了6.4~10 dB,在18 GHz该透镜天线增益达到了23.8 dBi,最大口径效率为51.9%,1-dB增益带宽为40%. 验证了该设计方法的有效性,同时也为透镜天线的优化设计提供了一种快捷、便利的方法.     

一种超宽带高增益的透镜喇叭天线的设计

该文提出了一种适用于微波通讯系统的超宽带(UWB)高增益透镜喇叭天线。该天线由一个E面喇叭天线,一个球面介质透镜和双楔形金属脊构成,并由同轴线馈电及采用HFSS软件仿真。仿真结果表明,双楔形金属脊可有效增加喇叭天线的带宽,有效频率带宽达到2～12 GHz。当仅使用双金属脊来改善喇叭天线的性能时,喇叭天线的增益会下降。文中使用一种球面介质透镜来补偿双金属脊对喇叭天线增益的负面影响。仿真结果表明,该透镜可有效提高喇叭天线在工作频带内的增益。采用透镜和金属脊结构后,该喇叭天线拥有超宽带,高增益和较强的定向辐射性能,可以应用于各类通信系统中。     

Ku波段TM01模介质透镜加载天线

随着高功率微波技术的发展,适用于辐射高功率轴对称模的天线备受关注。基于一般圆锥喇叭天线多用于TE11模的辐射,对TM01的辐射存在缺陷,针对高功率、小型化、较高增益以及最大辐射方向在天线轴向的要求,提出一种多扇区介质透镜天线,介质采用扇形台阶的形式加载在喇叭天线口径的前端,可以进行相位补偿,并使得天线的方向性变好。利用HFSS仿真软件分析表明,所设计的Ku波段的透镜天线具有较好的方向性和增益。     

基于相位梯度超表面的高增益透镜天线设计

针对汽车雷达系统对长距离目标探测需求,完成了一款小尺寸、高增益的透镜天线设计。通过相位梯度超表面结构对透射电磁波的相位进行补偿,将馈源辐射的准球面波变换为准平面波,从而实现天线增益的显著提高。仿真结果表明设计的超表面结构对垂直入射的平面波具有良好的聚焦效果,透镜天线的平面尺寸仅为14.4 mm×14.4 mm,在77～81 GHz频率范围内天线的增益均大于17.5 dB,最大增益能够达到18.25 dB。与未加载超表面的天线相比,该天线的增益在工作频率范围内平均提高了约10 dB。与其他车载雷达天线相比,该天线尺寸更小,结构更加简单,能够更好地集成在车载雷达系统电路中。     

一种小型平面超宽带天线的设计与实现

提出了一种新颖的小型平面超宽带天线。该天线由矩形微带天线的基本结构演变而来,为获得超宽带频率特性,设计时辐射单元下端采用了渐变结构,金属底板使用缺陷地结构。对天线的反射系数、方向图及增益进行了仿真计算和优化设计,实测结果为:天线的工作频段为3.1~13.0 GHz(S11<-10 dB),增益大于1 dB,具有良好的超宽带特性和全向辐射特性。     

一种宽1dB增益带宽全介质Fresnel透镜天线

高增益和宽1dB增益带宽天线具有重要意义。文中提出一种E 波段全介质菲涅尔(Fresnel)波带透镜 天线,它包括一个菲涅尔波带透镜以及一个作为馈源的喇叭天线。透镜对电场进行操控,使穿过透镜的电磁波相位变 化满足需求,从而使透镜口径面处的电场分布更加均匀。与传统菲涅尔透镜的焦点电场相比,本透镜在焦点处的电场 值约提高了1. 6~3. 0 V,说明透镜的聚焦特性提高,从而实现更高的增益和带宽。该透镜天线的口径为72 mm,整体剖 面高度仅为52. 47 mm,焦径比为0. 66。透镜采用3D 打印技术进行加工,降低了加工成本。与传统菲涅尔透镜相比,实 测结果表明,该透镜天线在70 GHz 峰值增益达到了27. 5 dBi,1 dB 增益带宽34. 2% (63~89 GHz),占总带宽85. 53%。