一种加载磁电超表面的宽带多频贴片天线

利用磁电超表面概念通过在等腰直角三角形天线贴片和接地面上分别蚀刻周期互补开口谐振环和十字缝隙图案并将天线对应的地板位置截取掉一部分分别构建了单元1和单元2,分析了其左手特性和提高高频端增益的工作机理,最终加载单元2制作了一款宽带多频贴片天线。仿真结果表明,所提出的天线具有4个带宽并且能够覆盖2.4/5.2/5.8 GHz的蓝牙/RFID/WLAN和2.5/3.5 GHz的WiMAX频带,这4个频带的带宽分别是0.29 GHz（2.33~2.62 GHz）,1.01 GHz(3.11~4.12 GHz),0.39 GHz(4.97~5.36 GHz),0.41 GHz(5.74~6.15 GHz)。由于接地板上蚀刻的超材料结构的左手特性影响了天线介质基底的等效媒质参数, 天线电磁场的传播方向被改变,在高频端,天线辐射场主要集中在水平方向而不是传统贴片天线的垂直方向。     

毫米波宽带超表面MIMO天线北大核心CSCD

本文设计了一款毫米波宽带超表面MIMO天线。基于特征模分析设计了宽带超表面天线单元,从而使其组成的MIMO天线具有宽带特性。为了改善天线的隔离度,在天线单元之间引入了金属化通孔以及隔离金属条带。天线整体仅使用了一层介质基板,通过同轴探针进行馈电,结构简单且易于集成,具有低剖面的优点。仿真结果显示,在21.3～31GHz(37%)频段内,天线匹配良好,隔离度不低于20dB,并且带内最高可实现增益可达8.1dBi。     

容性加载的宽带紧凑型圆极化超表面天线

针对当前超表面圆极化天线研究中存在的尺寸大、带宽与小尺寸无法兼顾等问题,提出了一种宽带紧凑型圆极化超表面天线。该天线采用跨层容性加载技术,通过在方形超表面结构上方加载跨层寄生贴片来引入跨层电容,从而降低谐振频点,实现超表面结构的小型化。同时,这种跨层容性加载超表面结构也具有极化相关特性,将其与45°斜耦合馈电缝隙结合,能够在小尺寸下实现具有宽带特性的圆极化超表面天线。测试结果表明,该天线在辐射口径为0.4 λ₀×0.4 λ₀的情况下,-10 dB阻抗带宽为39.56%(5.82～8.69 GHz);3 dB轴比带宽可达26.98%(6.54～8.58 GHz)。该天线具有圆极化辐射性能良好、宽带、小型化和低剖面等优点,为现代宽带无线通信系统天线的实现提供了一种技术选择。     

一种低剖面的宽带双极化超表面天线

提出了一种低剖面的宽带双极化超表面天线。天线由正交微带线馈电,通过方形驱动贴片激励上层超表面层。该超表面由4×4的方形贴片构成。当垂直/水平极化端口激励时,超表面天线工作在TM₁₀/TM₀₁和反向TM₂₀/TM₀₂模。为了拓展天线的带宽,在超表面上额外刻蚀了4条较宽的缝隙,并在驱动贴片两侧加载了2个寄生条带。此外,将微带线略偏移馈电边的中心,以提高天线的隔离度。天线剖面仅为0.065λ₀(λ₀为中心频率在真空中的波长)。加工和测试了天线样品,测试结果表明,天线的反射系数|S₁₁|<-10 dB带宽为43.8%(8.76～13.74 GHz),带内隔离度大于16.8 dB,增益在5.5～9.2 dBi范围,交叉极化为-14.4 dB。考虑加工误差后,仿真结果与测试值较为吻合。     

一种宽带贴片天线的设计与仿真

介绍了微带贴片天线的特点、原理和设计方法，针对孔径耦合的馈电方式，运用以有限元法为原理的软件对设计的贴片天线进行仿真，并对天线参数进行优化，结果表明孔径耦合微带贴片天线结构简单，可以达到21％的相对带宽（VSWR〈2），和较高的增益。同时对影响天线性能的主要参数进行仿真对比，得出了实用性的结论，对方便有效地改进电子对抗装备性能有一定的意义。     

一种宽带宽角圆极化天线的设计研究

本文提出了一种宽带圆极化微带层叠天线形式,天线采用多层结构,使用正交耦合缝隙附加90°相移对贴片 馈电,以达到宽带宽角圆极化工作的目的。采用矩量法对天线进行了计算,确定其最终的各项参数。通过对样机 的测试表明,天线性能与计算结果相符很好,驻波比小于2 的相对带宽大于35％;天线方向图在140°的范围内增 益大于0dB,轴比在30％的带宽内小于3dB,是一种性能优良的宽带双极化天线。     

一种S波段宽带微带贴片天线阵列的设计

介绍了一种宽带微带贴片天线单元及2元阵列的设计方法,天线工作的中心频率为rl_5OHz（S波段）。天线单元设计中采用口径耦合理论和层叠贴片天线结构,有效增大了天线的阻抗带宽。仿真结果表明该天线阵列实际增益达到11．9dB;在2．27～2．78GHz频率范围内端口驻波比小于2,相对带宽为20．4％;交叉极化电平为-31dB,证明该天线阵具有宽频带、低交叉极化等优良性能。     

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。     

基于渐变折射率超表面的宽带高增益端射天线

提出了一种基于渐变折射率调制超表面的紧凑、宽带化、高定向性端射天线。该天线采用阶梯微带线-槽线结构作为馈线、准八木天线作为馈源、所设计渐变折射率超表面作为寄生结构,既可实现天线带宽拓展,又具有增益提升效果。仿真结果表明,天线可以在紧凑化尺寸情况下(尺寸为0.644λ₀×0.729λ₀×0.017λ₀,λ₀为中心频点所对应的自由空间波长),实现3.66～9.13 GHz频带内的良好阻抗匹配,相对带宽为85.5%,同时,在宽频带范围内,天线的增益浮动在4.78～8.81 dBi,且具有良好稳定的辐射特性。所提出的紧凑、宽带高定向性端射天线可以应用于空间受限的走廊、隧道等平台环境中。     

一种H形槽耦合的Ku波段宽频带微带天线

提出了一种Ku波段的新型宽频带微带天线,改进了H形槽耦合微带天线的结构,在辐射贴片和反射板上均开H形槽以展宽工作频带.用商业应用软件IE3D对天线电特性进行仿真计算,并制作了实验模型.实验测量结果与理论仿真结果吻合良好,其电压驻波比（VSWR）小于2的阻抗带宽达到了27.4%,交叉极化电平小于-20 dB.     

一种小型化宽带双频贴片天线的设计

提出了一种基于U 形槽贴片天线设计的小型化宽带双频天线。采用基于有限元的商用软件对天线的电气特性进 行仿真和设计,制作了实验模型并进行测试,测试结果同仿真结果相吻合。结果表明,天线在824MHz~960MHz 频段和 1710MHz ~2170MHz 频段上的反射损耗均小于-10dB,相对带宽分别达到15%和24%,并且其尺寸远小于普通贴片天线。 所设计的天线可以作宽带双频天线应用于无线通信系统中。     

基于宽带极化转换超表面的天线RCS缩减

针对天线隐身问题,设计了一款宽带极化转换超表面加载的缝隙阵列天线。超表面采用渐变L型枝节的设计方法,其极化转换比大于0.9的工作带宽为79.2%。为缩减一款2×2的H形缝隙阵列天线的雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS),将超表面结构加载到该天线上方。对阵列天线及超表面天线分别进行了仿真和测试,超表面天线的辐射特性保持良好,同时其RCS对于垂直入射方向上的x和y极化波分别在13.4～30.5 GHz和13.1～30.7 GHz得到10.0 dB的缩减。     

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线

介绍了一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线单元,并对其参数特性进行了仿真研究,结果表明,通过在寄生贴片上开3～5个与极化方向相平行的缝,可有效抑制天线的交叉极化,同时改善天线的阻抗带宽。相比传统双层微带贴片,该天线单元的阻抗带宽可提高3%以上,而交叉极化指标相当。当该单元应用于阵列天线设计时,可简化馈电网络,便于实现宽带、高效、大扫描角的微带共面馈电天线阵。对X波段8×8单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.6%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

一种小型化双频天线的设计与分析

提出了一种小型化宽频带双频天线的设计。该天线由一个E形微带贴片和一个偶极子天线组合而成,产生高低2个频率,且低频段带宽可控。仿真的-10dB阻抗带宽分别为83MHz(2.4～2.485GHz)和812MHz(5.1～5.912GHz)。能够覆盖IEEE802.11b/g(2.4～2.483GHz)和IEEE802.11a(5.15～5.825GHz)工作频段,并对仿真结果进行了分析。同时给出的设计双频段宽带小型化天线的方法,可以对高低2个频段分开设计,对工程实践有一定的指导意义。     

微带线馈电的宽带单层贴片天线

微带贴片天线已广泛应用于雷达系统,文中介绍了一种新型背腔式单层微带贴片天线,辐射贴片采用微带线馈电,为增加工作带宽,提供了两种不同的贴片形状,第一种是E形贴片,仿真及测试结果表明,此种单元在驻波比优于2的条件下可实现45%的阻抗带宽,但该单元的波瓣带宽较窄。为抑制交叉极化,通过在E形贴片上开四个槽,得到了第二种改进的E形贴片。该单元可实现14%的频带内驻波比优于1.5,同时交叉极化优于-15dB。对C波段8×16单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.9%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

基于超构表面的高效宽带交叉极化转换器设计

基于近年来利用超构表面在调控电磁波极化状态方面的热度,应用超构表面设计了一种适用于微波频段的新型极化转换器,可以在比较宽的带宽内,将入射的线极化波高效地转换为其交叉极化的反射波,在四个频点附近转换效率甚至达到100%。在整个工作频带内,仿真和测试结果基本吻合,仿真得到极化转换效率高于90%,频带宽度为7. 88-20. 70 GHz,相对带宽达到了89. 7%。理论上给出了极化转换器的设计原理,仿真确定了转换器谐振点的位置,分析了极化转换器工作的物理原理,实验验证了极化转换器的效果。所设计的极化转换超构表面在极化选择控制方面有重要应用。