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。     

加载多层介质谐振器的宽带背腔缝隙天线设计

提出并设计了一种工作于X波段的新型宽带背腔缝隙天线,通过在缝隙外侧加载多层介质谐振器,有效扩展了天线带宽并显著提高了天线增益.设计的天线中心频率为10 GHz,-10 dB回波损耗带宽约为40％;带内增益5～9.5 dBi,比未加载多层介质谐振器的背腔缝隙天线提高2～3 dB.实测结果同设计结果基本吻合,有效验证了该设计的正确性.     

低副瓣基片集成波导缝隙阵圆极化天线

基于基片集成波导技术与标准印刷电路板工艺,实现了圆极化、低副瓣的平面缝隙天线阵列.辐射单元采用基片集成波导项层匹配缝隙对结构,行波式圆极化单元.辐射缝隙经过改进,单个辐射单元的反射系数均小于-30 dB.平面阵列采用基片集成波导低副瓣功分器馈电.文中给出了具体设计公式、方法和仿真结果.设计制作的16×16阵列在16.1 GHz频点上实测增益为30 dB,轴比为0.7 dB,副瓣小于-20 dB.     

宽带高性能四脊波导圆极化器设计

在射电望远镜和卫星通信天线中,圆极化器是关键部件之一。传统圆极化器在保证0.75 dB轴比时的相对带宽最多为41%,无法满足日益增长的宽频带应用需求。该文利用四脊波导的宽带特性,通过采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊,使四脊波导两个正交主模的相位常数不同,来实现宽带移相特性,并给出了一种宽带四脊波导圆极化器的设计方法。按照这一方法,设计了一款宽带C波段圆极化器,工作带宽为3.625～7.025 GHz,相对带宽64%。该文还研究了圆极化器主要参数变化对其性能的影响,加工并实测了一个圆极化器样机。实测结果显示出,该圆极化器两个正交极化的反射损耗均小于–21 dB,相差90°±3.8°,相应的轴比小于0.6 dB。测试与仿真结果吻合良好,证明了分析与设计方法的正确性。     

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。     

一种宽频带方形槽圆极化天线设计

文中提出了一种加载微扰元素的新型宽频带圆极化方形槽天线,它由一个倒L 型微带馈电线、一个L 型枝节、一对矩形槽和一个方形槽地板组成。用这些缝隙槽和枝节作为微扰元素来调节天线表面电流分布,可以激 发出多个圆极化谐振模式,从而实现了宽频带圆极化辐射。为了验证其合理性,加工并测试了天线模型。测量结果 表明,实测小于-10 dB 的阻抗带宽为74. 9%,小于3 dB 的轴比带宽为84. 7%。此外,测量和仿真的峰值增益分别为 4. 88 dBi 和4. 86 dBi。因此,文中设计的圆极化方形槽天线具有宽的圆极化带宽特性。     

宽带圆极化犄角形缝隙天线设计

文章设计了一款宽带圆极化缝隙天线。该天线采用微带线激励犄角形缝隙,实现了宽带辐射特性。研究结果表明,该天线具有良好的阻抗匹配带宽和圆极化辐射性能,其阻抗带宽(S11<–10 d B)为24.8%(2.2~2.82 GHz),3-d B轴比带宽为29.2%(2.13~2.86 GHz)。     

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。     

脊波导缝隙圆极化天线的设计*

设计了一种新型脊波导缝隙圆极化天线。在脊波导宽边开并联纵缝,从波导耦合电磁波至其上方的四脊波导圆极化器,实现圆极化辐射。采用脊波导不仅减小了单元尺寸,更改善了天线的带宽性能。重点研究了四脊波导圆极化器对相互垂直的两辐射场分量的影响,优化单元的轴比特性。在提取单元谐振电导的基础上,设计了工作在10GHz 的1×10 圆极化波导缝隙阵列。对天线实物测试得到中心频率处的增益为16.8dB,第一副瓣电平为 25dB,阻抗带宽约为8.5%,相对轴比带宽(AR臆3dB)约为3.2%。     

一种透射型线-圆极化转换超表面设计

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 d B轴比带宽达到了19.5%,在阻抗带宽内天线增益均高于6.8 d Bi,表明新型超表面结构具有良好的线-圆极化转换特性。     

一种具有加减信道的低旁瓣微带天线阵

本文设计了一种新颖的具有加减信道的低旁瓣微带天线阵.在研究低旁瓣角馈方形微带贴片天线的基础上,设计了一个3dB定向耦合器作为馈电部分,从不同的输入端口输入信号,分别实现方向图加减的功能.这种天线能够同时获得其视野内所有障碍物的范围和角度信息,不需要使用扫描天线或转换天线.使用ANSOFT公司的Serenade和Ensemble两种软件进行了设计、仿真和优化.实验结果与仿真基本一致,可见,这种天线完全可以满足设计要求.     

A broadband helical saline water liquid antenna for wearable systems

A broadband helical liquid antenna made of saline water is proposed. A transparent hollow support is employed to fabricate the antenna. The rotation structure is fabricated with a thin flexible tube. The saline water with a concentration of 3.5% can be injected into or be extracted out from the tube to change the quantity of the solution. Thus, the tunability of the radiation pattern could be realised by applying the fluidity of the liquid. The radiation feature of the liquid antenna is compared with that of a metal one, and fairly good agreement has been achieved. Furthermore, three statements of the radiation performance corresponding to the ratio of the diameter to the wavelength of the helical saline water antenna have been proposed. It has been found that the resonance frequency increases when the length of the feeding probe or the radius of the vertical part of the liquid decreases. The fractional bandwidth can reach over 20% with a total height of 185 mm at 1.80 GHz. The measured results indicate reasonable approximation to the simulated. The characteristics of the liquid antenna make it a good candidate for various wireless applications, especially the wearable systems.     

智能天线的新军——自组构天线

自组构天线凭借其能够根据所处的电磁环境来改变自身的电形状这一特性, 已成为当今智能天线研究领域的一大热点.文中介绍了自组构天线的概念模型, 详细分析了三种常用的自组构天线的工作原理, 对未来自组构天线的应用和发展方向进行了具体的讨论.     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

一种共面波导馈电的缝隙型超宽带天线

针对超宽带通信系统,提出一种小型超宽带天线,可以应用于终端设备。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,缝隙结构为一矩形与一圆形组合而成,馈电结构与缝隙结构相似。天线的面积为22 mm×27 mm,印刷在厚度为0. 5 mm的FR4衬底上. 通过软件仿真分析了天线的工作原理以及尺寸对带宽的影响,仿真结果显示天线的带宽在不同的衬底厚度下均能覆盖UWB频段。天线的测试带宽为2.4 GHz~14.4 GHz,在超宽带的工作频段内测试效率超过76% ,测试增益大于2.1 dBi。     

双频宽带双极化定向电磁偶极子天线设计

设计了一款双频带宽带双极化定向电磁偶极子天线。首先,采用最基本的电磁偶极子天线模型,通过对偶极子天线的形状进行调整以及增加Г形寄生枝节实现了双频段单极化定向电磁偶极子天线。其次,将两个单极化电磁偶极子天线十字交叉放置。最后,通过两个高度不同的Г形探针分别对两个天线进行耦合馈电,实现双频宽带双极化定向辐射特性。根据仿真结果,对天线模型进行了加工和测试。仿真和实测结果表明：天线在低频段0.8~0.96 GHz和高频段1.7~2.7 GHz内反射系数的模值均小于-10 dB,所对应端口隔离度分别大于20 dB和25 dB,天线的测试峰值增益在低频和高频段分别为5.5 dBi和8.2 dBi。该天线可应用在无线通讯系统中。     

一种小型宽带双极化5G基站天线

设计了一种适用于2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带±45°双极化基站天线。该天线由2对偶极子辐射片、2条微带馈线和1块反射板组成,辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在0.8 mm厚的FR4板,并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试,测试结果表明,端口1工作频段为1.82～3.60 GHz,端口2工作频段为1.64～3.41 GHz;工作频段内,反射系数小于-10 dB,端口隔离度优于18 dB;交叉极化比在视轴方向大于17 dB,±60°方向大于15 dB;半功率波束65°左右,前后比优于18 dB,测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽,尺寸小,且制作工艺简单,成本低廉,适合批量生产,应用于5G移动通信基站中。     

机载共形的双环微带缝隙全向天线

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。提出一种双环微带缝隙天线,可以实现机载共形的全向天线。分析了系统对机载天线的要求、双环微带缝隙天线的展宽带宽的方法,并给出了该天线的设计参数和实测结果,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性。     

小型双频E形缝隙手机天线

提出了一种小型的双频E形缝隙手机天线。E形缝隙采用终端开路结构,并雕刻在地板的顶部,使天线的结构更紧凑,减小了天线的尺寸。同时,E形缝隙天线增加了天线的谐振路径,能产生双频宽频带特性,高低频带宽能覆盖GSM900/1800/1900/DCS/PCS/BuleTooth/UMTS/WLAN2400/WiMAX 2600通信频段。实测和仿真的结果基本吻合,验证了这种设计方法的有效性。     

小型宽带低地面影响的平面手机天线设计

利用在单极子天线中开缝产生两条谐振路径,本文设计出一个地板表面分布电流小,性能稳定,频率高达2600 MHz时仍具有与对称阵子相似的辐射方向图,宽带宽(高低频带宽分别为877～960MHz,1680～3189Mz),结构紧凑(宽为39mm,长为13mm),地板尺寸小的平面手机天线.该天线结构简单,制作容易,适合应用在小...