一种工作于UHF频段的宽频带互补天线设计

本文应用互补天线的原理,通过采用蝶形平面天线作为电偶极子,采用垂直壁与接地面作为等效磁偶极子,设计了一种新颖的蝶形宽频带天线.该天线实现了62%的相对带宽(1.52-2.89GHz,S11<-10dB),在工作频段内具有稳定的波瓣图,优于-30dB的交叉极化和超过18dB的前后比.     

一种低剖面可重构全向圆极化天线的设计

本文提出了一种低剖面极化可重构全向圆极化天线。该天线由一个1×4偶极子阵列天线和一个单极子天线组成,通过设计可重构馈电网络来激励这两部分子天线,可产生左右旋可切换的全向圆极化波。设计的馈电网络主要由一单刀双掷开关电路和一紧凑二阶3dB耦合器组成,从而可输出幅度相等、相位差可在±90°间切换的两路信号。将馈电网络的两输出端口分别与水平极化的偶极子阵列天线和垂直极化的单极子天线相连,便可使天线在左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)两种辐射状态之间切换。设计的天线总体截面积为59.9×59.9×πmm2,天线厚度为0.058λ0。测试结果表明,该天线在左右旋圆极化状态下的阻抗带宽（|S11|＜ -10 dB）分别为21.5%（2.24~2.78GHz）和19.4%（2.32~2.81GHz）。全向左右旋圆极化状态的重叠轴比带宽(AR＜3dB)约为7% (2.44~2.62GHz)。天线的最高增益为-0.9dB,水平面增益波动小于1.3dB。     

一种紧凑的准各向同性天线

文中提出了一种具有准各向同性辐射能力的紧凑平面天线。为了实现良好的准各向同性辐射性能, 首先基于理想且相互垂直的电偶极子和磁偶极子辐射源模型进行了理论分析。电小环加载的电偶极子工作于三次 模时,长直金属条和电小环分别等效为电偶极子和磁偶极子,存在天然的90°相位差。由于电小环辐射能力弱,所以 初始的全空间增益差远大于10 dB。因此,文中通过将长金属条弯折成有切口的长方形,降低电偶极子的辐射能力 并提高等效磁偶极子的辐射能力,实现了准各向同性辐射方向图。为了验证设计的有效性,加工并测试了所提出的 紧凑天线,其尺寸为0. 28λ0 ×0. 26λ0 ×0. 01λ0,λ0 是中心频率对应的自由空间中的波长。测试结果表明,该紧凑天线 具有3. 6%的-10 dB 阻抗带宽和全空间内增益变化小于4. 5 dB 的辐射特性。     

一种卫星移动通信双极化微带贴片天线

为适应卫星移动通信中天线低剖面要求,设计了一种缝隙耦合馈电的双极化微带贴片天线。该天线为多贴片堆栈形式,双线极化通过H型缝隙进行耦合馈电,在贴片的上方辅以寄生贴片,以提高天线的增益和辐射效率。通过对影响天线性能的各个参数进行优化,垂直和水平极化双端口的驻波比在＜2时,分别覆盖22%和30.6%的带宽,端口隔离度＜30 dB,波束宽度均＞70°。该设计天线可作为固定波束或相控阵天线进行卫星通信。     

一种新型宽波束圆极化微带天线的设计

设计了一种新型宽波束圆极化微带天线,该天线采用四探针馈电,馈电网络由威尔金森功分器和传输线移相器组成,使四个馈电探针的相位依次相差π/2,实现了右旋圆极化辐射。通过Ansoft HFSS仿真结果表明：该微带天线结构简单、极化纯度高、全向性能好、轴比小于3dB的圆极化带宽达到27.7%,高于一般的微带圆极化天线（轴比小于3dB带宽约为15%）。天线可以很好地满足GPS通信的技术要求,也可用于无线局域网。     

一种高增益分形微带阵列天线

采用2阶皮亚诺分形曲线,设计了一种具有高增益端射特性的微带阵列天线。该阵列天线由多段皮亚诺分形曲线组成,通过添加微带相移器,分形曲线构成了一个偶极子天线阵列。文中介绍和分析了该分形阵列天线的工作原理、结构和主要参数对性能的影响。设计并制作了一只工作于5.8 GHz的分形阵列天线,仿真和测试结果表明,该天线具有良好的辐射特性,其端射增益达19 dB,旁瓣＜-12 dB,交叉极化＞30 dB,天线口径效率超过90%。     

介质埋藏平面蝶形天线的设计

采用了介质埋藏的形式将平面蝶形天线埋藏于介质中,并设计了渐变的平面微带巴伦给平面蝶形天线馈电,实现了不平衡到平衡的转换;还设计了三角形微带巴伦和微带传输线一起的结构形式,进行阻抗匹配。使用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了优化设计和仿真实验,与制作的实物天线性能进行对比。仿真和实测结果表明,该天线S11≤-10 dB仿真的相对带宽达到88.7%而实测的相对带宽为79.3%,具有超宽带特性;在工作频率处,仿真增益为6.9 dB,实测增益为5.8 dB。该天线满足某工程项目的需要,可作为探地雷达系统的收发天线。     

低RCS宽带磁电偶极子贴片天线设计

该文设计了一种低雷达散射截面(RCS)的宽带磁电偶极子贴片天线,其中印刷在介质板上的金属贴片为电偶极子,3个金属过孔连接辐射贴片与金属地板构成磁偶极子。整个天线采用T型渐变馈电结构同时激励电偶极子与磁偶极子,天线的频带范围为7.81~13.65 GHz,覆盖了整个X波段。实测和仿真结果表明,通过在磁电偶极子贴片天线底面采用开槽技术并优化开槽的形状、大小、位置等变量,在天线工作频带范围内实现了RCS的减缩,最大缩减量达到了17.9 dB,同时天线保持了增益稳定不变,E面、H面方向图一致的特性。     

应用于移动终端高隔离度的MIMO缝隙天线

提出了一种新颖的适应于移动终端的multiple-input multiple-out（MIMO）高隔离度缝隙天线。利用缝隙天线原理，实现小型化及多频带的要求，分析了一些重要参量对天线性能的影响。仿真结果表明，该天线能够正常工作在1.7GHz-3.5GHz频段内，在该频段内S11＜-10dB，且隔离性能良好，满足S21＜-20dB。实际加工制作天线并测试，天线的测试结果与仿真结果具有较好的一致性。所涉及的天线体积小，可应用于无线通讯中的手机终端。     

基于HFSS的小型圆极化GPS微带天线设计与仿真

设计了一种GPS小型圆极化微带方形贴片天线。通过表面开槽的方法来减小天线尺寸和提高天线的整体性能,达到小型化的目的。通过切角的方法实现天线圆极化的工作方式。利用HFSS仿真软件对天线的各项参数做了具体的优化分析,给出了各个参量变化对天线性能的具体影响,对以后进一步研究双频或多频圆极化天线具有一定的参考意义。设计的GPS微带天线比同频下圆极化微带天线尺寸减小了20%,S₁₁参数在中心频率1.575 GHz处为-17 dB,频带宽度和轴比都有所提高,满足GPS的应用要求。     

L 型槽宽带圆极化天线

设计了一种L 型槽宽带圆极化天线,通过在矩形贴片上开L 型槽,并由L 型馈线馈电实现。由此设计出这种天 线有效带宽从1.05GHz 到2.05GHz,相对带宽可达64％,覆盖了GPS、GALILEO、COMPASS 和GLONASS 四种导航系 统。该天线结构简单,在卫星导航等领域具有广阔的应用前景。     

EBG结构磁性材料微带天线的研究与设计

以磁性材料(JV-5)作为基板,设计双L型结构的微带天线,带宽是普通基板的2倍以上,尺寸缩小了40%。在此基础上引入电磁带隙(EBG)结构,设计了一种基于磁性基板EBG结构的微带天线,该EBG结构采用接地板腐蚀性,即在地板上腐蚀出周期H型和圆形结构,采用电磁仿真软件HFSS14.0进行仿真设计。结果显示,与非磁性材料做基板的微带天线相比,EBG结构磁性材料具有小型化和宽频化突出优点,相对带宽达到10%以上,增益方面略有降低,引入EBG结构后能在一定程度上减小了天线的尺寸同时增大了天线的带宽,改善了天线的增益和辐射特性。     

Wideband omnidirectional microstrip array

A compact broadband antenna having a far-field pattern similar to that of a magnetic dipole with horizontal polarisation has been designed and tested. The dimensions of this printed antenna, etched on low permittivity substrate, are 130×130 mm. The measured bandwidth, which is 52% for a VSWR of less than 2, is achieved through the utilisation of nonresonant elements     

Corrugated circular microstrip patch antennas for miniaturisation

New concepts for a corrugated circular microstrip patch antenna (CCMPA), which is moving in the radial direction and works at a frequency of 1.575 GHz (GPS), using linear and circular polarisation for miniaturisation are designed and fabricated. The linearly-polarised antenna has a reduction of 8.08% in patch diameter, a reduction of 21.12% in area and an increase of 1% in bandwidth compared with a circular microstrip patch antenna (CMPA). The radiation patterns of E-and H-plane for a corrugated-type antenna follow the general CMPA and the gain of the linearly-polarised antenna is 6.8 dBd. Also, the circularly-polarised antenna has a gain of 2.8 dBd and an axial ratio of 1.3 dBd at 1.575 GHz     

一种新型环状宽带圆极化微带天线设计

本文设计了一种新型的环状开缝的宽带圆极化微带贴片天线,通过等幅度90°相位差的L型探针馈电。通过在环状贴片上开槽可以有效的增加轴比和阻抗带宽。传统的圆极化天线带宽受限于阻抗、轴比和增益的公共带宽,本文提出的天线得到有效带宽从1.1GHz到1.9GHz,相对带宽达到了53%以上,频带覆盖了GPS、GALILEO、COMPASS、GLONASS四大导航系统。该天线性能较好,加工调试简便,在卫星导航等领域具有广阔的应用前景。     

Ceramic chip antenna using meander conductor lines

A ceramic chip antenna using meander conductor lines has been designed, fabricated, and measured. The measured impedance bandwidth is 9.8% (1.85-2.06 GHz). It is increased to 19.1% (1.89-2.29 GHz) with an adjacent conducting plane. The radiation patterns are similar to that of a monopole antenna. The antenna gain is ~1.5 dBi     

Ultra Wide Band (UWB) Horseshoe Antenna for Future Cognitive Radio Applications

In this paper, an UWB micro-strip antenna design has been proposed which is suitable for future cognitive radio applications. The geometry of proposed antenna is composed of two semi-circles with their interior modified in order to achieve higher impedance bandwidth. The semi-etched ground provides further bandwidth enhancement. The proposed antenna is fabricated on an inexpensive dielectric substrate FR-4 with relative permittivity of 4.4 and thickness of 1.6 mm. The overall dimensions of UWB antenna are 60?×?60?×?1.6 mm and have a bandwidth of 5.7 GHz. The designed antenna covers the most commonly used wireless communication bands such as DCS-1800, ISM bands, GPS, Wi-MAX, WLAN, 3G, 4G, etc. The design process and the variations in antenna’s performance due to different parameters has been discussed. The design and simulation of the antenna are carried out in the Ansys Electronic Desktop HFSS. The measured results are in good agreement with simulated results and design theory which shows that the proposed antenna is good candidate for the UWB applications.

     

Compact Circularly Polarized Antenna with a Capacitive Feed for GPS/GLONASS Applications

This letter presents a novel compact circularly polarized patch antenna for Global Positioning System/Global Navigation Satellite System (GPS/GLONASS) applications. The proposed antenna is composed of a simple square radiating patch fed by a capacitive dual‐feeder to increase the impedance bandwidth and a lumped element hybrid coupler to achieve the broadband characteristic of the axial ratio (AR). The realized antenna dimensions are 28 mm × 28 mm × 4 mm, which is the most compact size among the dual‐band GPS/GLONASS antennas reported to date. The measured results demonstrate that the proposed antenna has a gain of 2.5 dBi to 4.2 dBi and an AR of 0.41 dB to 1.51 dB over the GPS/GLONASS L1 band (1.575 GHz to 1.61 GHz).     

Ka频段宽带圆极化微带天线

面向Ka频段高通量卫星对天线的需求,设计了一种Ka频段宽带圆极化微带天线.天线单元主要由圆形辐射贴片和缝隙耦合馈电结构组成,通过两个类T形缝隙结合实现宽带圆极化.天线仅有三层金属层,结构简单.仿真结果显示,天线单元的相对阻抗带宽为31.5%(25.1～34.5 GHz),相对3 dB轴比带宽为20.3%(26.5～32.5 GHz).由于单元尺寸较小,不便于对其性能进行验证,因此利用该天线单元组成2×2天线阵列,并进行加工测试.仿真与试验结果表明,天线阵列阻抗带宽以及3 dB轴比带宽可以覆盖25.6～33.1 GHz频率范围,实测结果与仿真结果一致性良好.     

CPW无空气桥功分器设计及其在阵列天线中的应用

针对传统微带圆极化阵列天线存在带宽较窄、尺寸较大等问题,提出一种新颖的基于共面波导(CPW)槽线转换结构的无空气桥功分器,并基于此功分器设计了一款紧凑型高定向性圆极化阵列天线。设计的共面波导功分器利用共面波导奇模式方法实现了能量分配,不需使用空气桥结构及四分之一波长匹配线,因此尺寸更加紧凑,结构更加简单。利用此功分器设计的圆极化阵列天线剖面厚度仅为1 mm,轴比带宽为4.14%,阻抗带宽为7.03%;在5.8 GHz时,实测增益为8.412 dBi,在保证低剖面、小尺寸的同时,可提供足够的工作带宽以及天线增益。