低剖面极化可重构超表面天线

提出了一种低剖面极化可重构超表面天线. 天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路. 电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关（PIN1,PIN2,PIN3和PIN4）和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换. 对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4～5.4 GHz,?10 dB阻抗带宽为29.8%;3 dB轴比带宽为8.3%,从4.6～5 GHz;各状态下的实测增益相差不大,其平均增益都大于5 dBi. 仿真结果与实测结果吻合良好.     

一种方向图可重构印刷振子天线的设计

为了在同一副天线上实现定向和全向方向图,提出了一种方向图可重构印刷振子天线。通过控制开关的状态,天线实现单极子和带反射器的偶极子两种工作方式,分别实现全向和定向方向图。用Ansoft HFSS软件对天线尺寸进行了分析和优化。根据仿真结果对于所提出的天线进行了制作和测试,并给出了测试结果。测试结果表明:开关断开时,天线带宽为2.09～2.44GHz;开关闭合时,天线带宽为2.64～2.94GHz。     

一种基于AFSS的可重构天线设计

针对5G智能天线双频工作,提出一种基于有源频率选择表面（active frequency selective surface, AFSS）的可重构天线,该天线由蝶形频率可重构馈源和八棱柱形AFSS构成,馈源采用的是共面波导方式馈电的蝶形单极子. AFSS由对称弯钩状缝隙的周期结构构成,通过PIN二极管进行加载,使得AFSS能够在3.4～3.6 GHz和4.8～5.0 GHz两个5G频段互为反射模式和透射模式. 利用AFSS对馈源天线激励的电磁波进行空间调控,可实现两个频段的全向和定向波束的切换,也可实现水平面波束扫描. 根据仿真设计的天线模型进行设计加工和实际测试,结果表明:该天线的工作频段可以覆盖以上两个频段,低频定向波束增益为7.6 dBi,高频定向波束增益为8.6 dBi;并且能实现高/低频双波段切换、全向/定向波束切换和水平面内360°波束扫描功能. 该天线具有波束切换灵活、功耗低、造价低等特点,在新一代无线通信系统中具有一定的应用价值.     

一种方向图可重构圆极化阵列天线的设计北大核心CSCD

为了实现天线波束的灵活重构和调控,提出了一种方向图可重构圆极化阵列天线。阵列天线选用L型探针耦合馈电以拓宽阻抗带宽和圆极化轴比带宽,并基于提出的相位变换器设计输出端口间相位差可调的馈电网络。通过控制馈电网络中相位变换器上各PIN二极管工作状态,实现了天线的主辐射波束指向在+40°,+15°,-15°和-40°角度间切换。实测结果表明,该阵列天线在四种工作状态下的重叠阻抗带宽约为22%(2.2~2.74 GHz),重叠轴比带宽约为12.2%(2.33~2.62 GHz),且圆极化峰值增益为6.48 dBi。     

一种基于超表面的低剖面宽带透镜天线

提出一种新型的基于超表面的低剖面宽带高增益透镜天线,该透镜采用宽带的电偶极子天线作为馈源,设计中心频率工作在10 GHz.针对超表面透镜在不同位置的折射率的需求,同时提出了一种新型的非谐振超材料单元,该单元由三层介质板组成,中间一层是印有十字形带状线的双层印刷板.通过改变上下两层介质的介电常数,可以达到不同的折射率变化范围,从而实现透镜的中间层和阻抗匹配层对折射率的需求.所提出的透镜天线设计方法可以获得21 dBi的最高增益以及58%的-10 dB阻抗带宽.更重要的是所提出的具有高折射率的超材料单元可以实现只有0.32λ₀的透镜厚度,大大减小了透镜的剖面.最后进行了加工实验,对所提出的方法和仿真结果进行了验证,实验结果表明,透镜天线的实测带宽、方向图和增益都与仿真理论结果有较好的吻合度.     

基于超表面的低剖面高增益圆极化天线

提出了一种基于缝隙耦合超材料表面的低剖面圆极化高增益天线,该天线由一个超材料表面和一个微带缝隙天线紧贴着组成.通过改变超表面切角的大小来产生圆极化波,同时还可以提高天线增益和拓宽阻抗带宽.为了验证仿真结果,制作和测量了一个大小为1λ×1λ×0.067λ(在10 GHz处)的样本天线,仿真和测量结果显示出良好的一致性.结...     

一种高增益的可重构广角天线研制

文章提出一种新型的形似"大"字的高增益、方向图可重构广角天线,研究了天线的重构机理,天线E面和H面的3dB角宽分别达到120°和115°,并同时保持7dB的高增益。本文制作和测试了2.4GHz的天线模型,测量结果与仿真值吻合良好,证明了天线结构的有效性并实现了方向图的可重构。     

同频方向图可重构印刷振子天线设计

为了在同一副天线、同一频段实现方向图可重构,提出了一种方向图可重构印刷振子天线。通过改变开关的状态,天线实现单极子和带反射器的偶极子两种工作方式。单极子辐射全向方向图,带反射器的偶极子辐射方向图为定向。利用Ansoft HFSS10.0 仿真软件对天线尺寸进行了分析和优化。仿真结果表明：开关断开、闭合时,天线实现 了在2.34～2.64GHz 工作频带上的定向和全向方向图;在2.45GHz 处,最高点增益分别为6.7dB 和3.1dB。     

基于MEMS开关的方向图可重构天线的设计

设计了一种波束可重构天线,以实现宽带、宽角方向图可重构设计。该天线由4组具有不同波束指向的天线子阵组成,通过6个RF-MEMS开关控制其波束指向;采用的宽带单元天线,在2.4 GHz～3.4 GHz频率范围内(相对带宽34.5%),电压驻波比小于2。馈电网络的设计采用小型化宽带阻抗变换器,减小了馈电网络尺寸,并拓展了带宽。仿真结果表明,可重构天线实现了0°,25°,40°和50°的不同波束指向,除部分频点外,4种状态天线的驻波在2.5 GHz～3.25 GHz(相对带宽26%)带宽内驻波比均小于2。     

Dual-band polarization and frequency reconfigurable antenna using double layer metasurface

In this paper, a polarization and frequency reconfigurable antenna with double layer metasurface, responsible for frequency and polarization reconfiguration respectively, is proposed. This antenna could operate in linear polarization in 4 GHz and circular polarization in 5 GHz band. By rotating the frequency reconfiguration metasurface, the linear polarization (LP) operating frequency can be continuously changed from 4 GHz to 4.35 GHz (8.4%) with circular polarization operating frequency around 5 GHz unchanged. Moreover, polarization of the whole antenna at 5 GHz can be reconfigured to linear polarization (LP), right-hand circular polarization (RHCP) and left-hand circular polarization (LHCP) by rotating polarization reconfiguration metasurface, the 3 dB axial ratio bandwidth is 5.0–5.2 GHz (4%). In all states, gain of the antenna achieves 5 dBi.     

一种新型的宽带方向图可重构天线

本文介绍了一款新颖的PRA(Pattern Reconfigurable Antenna).天线辐射单元主要由三部分组成:包括矩形驱动贴片,两个对称的开了CRS(Cross Ring Slot)的半圆形寄生单元以及地平面.两组p-i-n二极管分别放置在十字形环缝隙上,通过这两组p-i-n二极管电开关将它们连接起来,从而可以实现辐射方向图可调.仿真结果表明,天线在4.29GHz~4.87GHz频率范围内S11<-10dB,阻抗带宽大于500MHz,具备良好的宽带特性.并且具有三种辐射方向图,可以通过p-i-n二极管电开关灵活控制,实现方向图可重构特性.     

超表面加载极化可重构双极化微带天线设计

基于超表面结构设计了一种2.555~2.655 GHz频段的极化可重构双极化微带天线。首先根据微带天线理论设计了缝隙耦合正交馈电的双极化微带贴片天线,然后提出并设计了一种方形切角的新型超表面结构,并将该超表面放置在双极化微带天线上,通过机械方式旋转超表面,实现了左、右旋圆极化和水平、垂直线极化之间的极化转换。利用HFSS仿真软件对该超表面加载微带双极化天线进行了仿真。结果表明,该双极化天线能够便捷地实现极化转换,且在两种极化状态下,天线在工作频带内的回波损耗小于–10 dB,隔离度大于20 dB,圆极化工作状态下的轴比小于3 dB,天线的整体性能良好。     

Simple reconfigurable antenna with radiation pattern

A radiation pattern reconfigurable antenna is proposed. By controlling the switch states, the antenna can be worked as a monopole antenna with an omnidirectional radiation pattern or a dipole antenna with reflector, which has directional radiation pattern. Detailed design considerations of the proposed antenna, simulated and experimental results are presented and discussed.     

基于数字超表面的低剖面波束控制天线

针对现有透射型超表面剖面高、难以可重构以及波束控制天线体积大的问题,提出一种基于单层数字超表面的波束偏转和宽窄波束切换天线实现方案. 数字超表面由5×7个双方环单元构成,通过在双方环单元中放置一个PIN二极管实现1比特的数字编码. 馈源天线采用具有寄生条带的微带背馈结构,数字超表面置于天线上方0.096λ₀的高度,通过控制每一列PIN二极管的偏置电压实现对天线波束的操控. 天线实测结果表明:在中心工作频率3.6 GHz处,波束偏转范围为0°~ ±45°;窄波束时增益8.5 dBi,宽波束时增益6.7 dBi,同时宽波束天线的3 dB波束宽度约为窄波束天线的两倍, 测试结果与仿真结果吻合较好. 该天线具有低剖面多功能特点,可应用在车载通信和机载通信等多个领域.     

差分馈电双极化四波束方向图可重构天线

提出了一种平面差分馈电双极化四波束方向图可重构天线.该天线由两个相互正交的偶极子和四个带PIN二极管的寄生单元构成,有两个差分馈电端口,通过短截微带线给两个相互正交的偶极子馈电.两个偶极子正交摆放、异面垂直,与寄生单元蚀刻在同一基板上,整体结构简单.切换PIN二极管的不同状态得到四个波束的方向图可重构和两种方式的极化可...