Ka频段硅基阵列天线设计

微带阵列天线是实现通信、测控等系统小型化的关键设备之一。为了进一步降低天线高度,对应用深腔刻蚀、硅通孔等微电子机械微纳加工技术,实现Ka频段硅基阵列天线的方案进行了分析研究。对常用的各种微波基板材料特性进行分析,结合3D封装集成需求,最终采用背面开腔的高阻硅材料,设计了同轴背馈硅基线极化4×4阵列天线。对天线阵元、馈线等结构进行了理论分析计算,并通过电磁场仿真软件进行优化验证,仿真结果表明指标满足系统要求。同时也对阵列天线在制造过程中的关键工艺问题进行了分析,研究了在硅基材料上实现微带阵列天线制造可行性,为今后相控阵中天线与微波有源电路3D系统级封装集成进行了有益探索。     

Ka频段卫星通信系统天线的设计

按照球面天线本身的特点,讨论了其应用于Ka频段卫星通讯系统中的优越性。研究了球面固有球差的各种消除方法,确定采用球形主面附加相位校正副面的方法来校正球差。最后给出了相位校正副面的设计方法,计算了天线的理论方向图。该天线具有较好的性能,非常适合用于Ka频段卫星通讯系统。     

带有EBG反射板的缝隙多层宽带微带阵列天线

宽带微带天线多使用缝隙结构和多层结构,在扩展阻抗带宽的同时天线方向图副瓣与后瓣电平变大,降低了天线性能,限制了应用。小型化金属EBG结构反射板具有高阻抗表面特性,可利用其减小天线厚度提升方向图性能。通过结构设计与优化,相对于普通反射板结构,天线前后比提升了1.29dB,最大副瓣电平降低了3.16dB。天线至反射板的距离也被缩小至14mm（＜λ/4）,降低了天线剖面。测试结果说明,对于改善多层天线、缝隙耦合天线方向图特性,提升天线前后比,缩小天线厚度这种结构天线非常有效。     

多扇区天线阵列中的微带开关设计与实现

在宽带无线网络中,为了扩展传输距离和提升链路速率,天线系统的性能至关重要。提出了一种应用于多扇区天线阵列中的单刀八掷微带开关,工作频段为5．7-5．9GHz,多扇区天线阵列共包括八个扇区,每个扇区天线水平面波束覆盖范围为45°,信号通过单刀八掷微带开关在各扇区天线间进行高速波束动态切换,从而在满足高增益的同时实现了水平360°全向覆盖。单刀八掷微带开关由微带线和PIN二极管构成,通过采用ADSMomentum电磁场仿真工具进行仿真及实际生产并进行测试,结果表明所设计的单刀八掷微带开关的插入损耗、隔离度和驻波比等关键性能指标均达到设计要求。     

新型Ku频段全向微带阵列天线

设计了一种新型Ku频段全向天线,该天线由双面辐射微带阵列组成,通过串联形式馈电,实现了全向中等增益辐射特性.文中给出了微带阵列天线的设计方法,对该微带阵列天线的阻抗带宽特性、方向图特性和馈电结构进行了分析.结果表明,该微带阵列天线反射损耗小于-10 dB的绝对带宽为1.15 GHz,在可用频带内全向增益为6.8 dB～7.3 dB,E 面波束宽度在20°～24°,H面方向图不圆度在±0.5 dB以内.该天线能够满足微波通信系统要求.     

一种宽带微带单脉冲阵列天线设计

设计了一种工作在C波段的宽带微带单脉冲阵列天线,采用口径耦合馈电和附加寄生贴片方式拓展微带天线带宽,利用三分支定向耦合器结构设计宽带微带和差网络,并与4×4微带阵列天线组成宽带单脉冲阵列天线,设计仿真后加工实物,经过实测,天线工作带宽1.2 GHz。     

阵列天线的遗传优化

非均匀稀布阵通常具有较高的旁瓣,为降低旁瓣,本文对传统遗传算法进行了改进并用于阵元位置的优化,对于一个孔径为５０λ,由２５个阵元组成的阵列天线,本文获得了比已有文献更低的旁瓣。     

ETC用5.835GHz微带阵列天线的设计

设计了一种ETC用低旁瓣圆极化微带阵列天线,应用于电子收费(ETC)的路测单元(RSU)。为实现低旁瓣、圆极化的效果,对2个微带天线单元运用旋转与相位补偿的方法进行轴比改进,并以改进后的2单元作为辐射单元制作了一款基于道尔夫-切比雪夫幅度分布的微带天线阵列。经过仿真与实际测量,该天线具有很好的低旁瓣、圆极化的效果。该天线对于ETC系统以及其他类似的天线系统具有很好的理论与实际意义。     

超宽带多层微带贴片天线设计

基于隐蔽监测的特殊需要,其监测系统要求天线超宽带、高增益,为此设计了数种超宽带天线,这里介绍一种缝隙激励的多层微带贴片天线.该天线采用双馈线的缝隙激励,其受激励的第一层贴片决定低段谐振频点,而第二层贴片决定高段谐振频点,此结构口J展宽频带并提高增益.本天线设计尺寸为220×440×66(mm3)(即L×W×h),可在0.6～1.2GHz范围工作,频带宽度可达66.67%,其自由空间主波束指向的增益在7～10dBi范围.本设计天线的仿真结果与实测结果基本相近.     

Ka频段卫通相控阵封装天线设计与实现

针对卫星通信对终端天线低剖面、低功耗、极化可变及发射控制等需求,采用平板相控阵架构、极化可变阵列、稀疏布阵等技术,研制了一台基于单板集成封装技术的Ka频段卫星通信相控阵天线。该天线满足高轨同步卫星宽带应用需求和适航符合性验证试验DO-160G要求,经长时间跑车和飞行试验,其性能优良,可靠性高。     

一种新型布局的圆极化微带天线阵优化设计

提出了一款高增益低副瓣新型圆极化微带天线阵。单元天线采用叠层切角圆极化微带结构,通过八边形边界布局和顺序旋转交叠组阵技术,实现了天线阵方向性图的对称性和圆极化辐射性能的最优化;馈电网络采用威尔金森功分器和最大平坦式阻抗变换器实现不等功分宽带阻抗匹配,通过改进馈电方向寻求对称结构,简化了馈电网络的设计。制作了天线阵实物并进行了测量。测试结果表明:天线在3.2~4.6 GHz频段内S₁₁<-10 dB,阻抗相对带宽36%;在3.8~4.5 GHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽17%;在4~4.4 GHz频段内天线增益均在15 dB以上,最高增益达17 dB。     

一种毫米波微带双频天线阵的设计

文章阐述了利用3个T型功分器设计一个4×1的毫米波微带双频并馈天线阵方案,该双频天线阵的中心频率在32 GHz和35.36 GHz左右,运用Ansoft HFSS软件进行仿真测试,天线阵的增益方向图说明该天线阵主要的辐射方向是上半空,天线阵在32 GHz的增益为12.62 dB,在35.36 GHz的增益为10.72 dB。     

一种全向共形微带贴片天线阵的设计

设计制作了一款新结构的垂直极化全向微带天线。天线利用分布于立方体侧面上的四个对称性天线单元的单向辐射实现全向辐射,通过单元辐射结构上加载两臂,增加天线的谐振点,展宽设计天线的带宽,对该天线进行了仿真和测试。结果表明,仿真与测试结果基本吻合。设计的天线带宽覆盖了1.7~2.8 GHz,反射系数S11<–10 d B的相对带宽达到49%,在整个频带内实现了全向辐射。天线结构简单且紧凑,易于加工,可用于移动通信领域。     

24GHz边馈式微带天线阵的设计

为24 GHz车载防撞雷达收发前端设计并制作了一款高增益易集成的微带阵列天线。该天线阵采用改进的新型并联馈电网络,在满足各阵元激励等幅同相的基础上,减少了馈线损耗和各种杂散辐射,从而提高了天线增益与极化纯度,同时减小了天线尺寸。测试结果表明,所研制的4×8元微带天线阵带宽为24.0~24.2 GHz(电压驻波比VSWR<1.4),最大增益达19 dBi,其尺寸仅80 mm×36 mm。     

一种宽频带高增益16单元微带天线阵设计

设计了一个中心频率为6.52GHz具有宽频带高增益特性的16单元微带天线阵。综合运用H型缝隙耦合馈电技术、插入空气层技术和在贴片天线上切角的方法展宽天线的带宽。该天线阵由两层介质板构成,采用反相馈电可抑制高次模的耦合,交叉极化电平低。使用三维电磁场仿真软件AnsoftHFSS对该天线阵进行仿真优化,并根据仿真结果做成实物加以验证。对实物的测量结果表明:天线阵仿真阻抗带宽(S11≤-10 dB)为21.5%,增益为19.85 dB;实测阻抗带宽(S11≤-10 dB)为22.5%,增益为18.8 dB。天线阵性能良好,能满足工程实际要求。     

一种四单元圆极化微带天线阵的研制

本文设计了一种新颖的四单元圆极化微带天线阵。通过去掉单元贴片周围的介质,使天线阵的重量减少了54%。文中采用电磁仿真软件HFSS10进行优化与仿真,讨论了阵元间距对天线阵的增益、半功率波束宽度、旁瓣电平以及后瓣电平的影响。最后加工制作了相应的微带天线阵,测试结果与仿真吻合较好。     

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。     

A wideband linear U-slot microstrip patch antenna array for wireless application

Microstrip antennas suffer an inherent disadvantage of narrow impedance bandwidth, normally within 5%. In this article, a single layer linear U-slot microstrip patch antenna array is designed, fabricated and characterised. The measured results agree well with the simulated, showing an enhanced impedance bandwidth (voltage standing wave ratio < 2) of 10.6%, ranging from 5.35 to 5.95 GHz, on an FR4 substrate. The antenna array has high efficiency and gain. Only a pair of sidelobes appear in the E plane radiation pattern. The reported linear array design can provide a method of expanding to 4 × N antenna array for satellite to ground communication operating at C band.     

Scanning characteristics of ferrite fed microstrip array antenna

A new ferrite fed microstrip scanning array antenna is proposed which is capable of beam scanning in the azimuthal plane as well as in the elevation plane. The antenna consists of eight microstrip arrays, each having six elements in cascade. The antenna is fed with a ferrite loaded rectangular to circular waveguide transition. The coupling between the feed system and diOEerent arrays is achieved through slots cut in the circular waveguide. Theoretical investigations of the proposed antenna exhibit a beam scanning of ±180° in the azimuthal plane with the help of dc bias and 90° in the elevation plane for ±750 MHz deviation. A scan rate of 0:06° MHz^?1 is achieved for each array antenna in the elevation plane, which makes it suitable for radar. Continuous uniform beam shift is observed during scanning.