毫米波宽带高增益介质超透镜天线设计

基于相位补偿原理设计了一款全介质超透镜,同时使用喇叭天线作为馈源对透镜进行馈电.通过改变介质单元的高度和介质孔的深度实现了足够的相位补偿范围.该透镜共有506个单元,口径尺寸为44.6 mm×46.6 mm,该传输阵天线的焦径比为1.天线使用全介质结构,因此使用3D打印技术加工该全介质透镜,可以降低加工成本.仿真与实测...     

一种宽带高增益太赫兹透镜天线及其组阵设计

给出了一种宽带高增益的太赫兹介质透镜天线的设计方法,该太赫兹透镜的中心工作频率为220 GHz,工作带宽超过20 GHz,透镜外形为边长118 mm的方形。太赫兹透镜采用平凸透镜形式,透镜材料选用低损耗的氧化铝陶瓷,介质透镜前后表面带有阻抗匹配层,起到减小空气-介质交界面电磁波反射的作用。综合采用上述3种设计手段的太赫兹透镜天线实现了高增益和高效率。在太赫兹透镜天线容差分析的基础上,加工了太赫兹馈源网络和透镜样机,并进行了实物测试。实测太赫兹馈源网络的驻波、极化隔离度、天线增益和天线方向图均与仿真较为接近。进一步,将该阵列单元用于组阵以继续提高太赫兹天线增益,给出了周期组阵和非周期组阵2种布阵设计。计算结果表明,通过非周期组阵设计的透镜阵列天线,可以将栅瓣电平由-8.38 dB抑制到-13.69 dB。     

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.     

一种宽1dB增益带宽全介质Fresnel透镜天线

高增益和宽1dB增益带宽天线具有重要意义。文中提出一种E 波段全介质菲涅尔(Fresnel)波带透镜 天线,它包括一个菲涅尔波带透镜以及一个作为馈源的喇叭天线。透镜对电场进行操控,使穿过透镜的电磁波相位变 化满足需求,从而使透镜口径面处的电场分布更加均匀。与传统菲涅尔透镜的焦点电场相比,本透镜在焦点处的电场 值约提高了1. 6~3. 0 V,说明透镜的聚焦特性提高,从而实现更高的增益和带宽。该透镜天线的口径为72 mm,整体剖 面高度仅为52. 47 mm,焦径比为0. 66。透镜采用3D 打印技术进行加工,降低了加工成本。与传统菲涅尔透镜相比,实 测结果表明,该透镜天线在70 GHz 峰值增益达到了27. 5 dBi,1 dB 增益带宽34. 2% (63~89 GHz),占总带宽85. 53%。     

宽带高增益UHF天线

本文介绍的宽带高增益UHF天线是作者根据实际工程需要而研制的。实验证明该天线能工作在450MHz～1000MHz的频带,天线增益大干19.5dB,前后比大于25dB,特内电压驻波比优于2.5。文章在详尽的论述UHF频段各种天线的性能之后,着重介绍了作者自行设计的腔体套筒偶极子馈源的构成与性能。最后还给出了馈源和天线的性能测试曲线。     

基于相位梯度超表面的高增益透镜天线设计

针对汽车雷达系统对长距离目标探测需求,完成了一款小尺寸、高增益的透镜天线设计。通过相位梯度超表面结构对透射电磁波的相位进行补偿,将馈源辐射的准球面波变换为准平面波,从而实现天线增益的显著提高。仿真结果表明设计的超表面结构对垂直入射的平面波具有良好的聚焦效果,透镜天线的平面尺寸仅为14.4 mm×14.4 mm,在77～81 GHz频率范围内天线的增益均大于17.5 dB,最大增益能够达到18.25 dB。与未加载超表面的天线相比,该天线的增益在工作频率范围内平均提高了约10 dB。与其他车载雷达天线相比,该天线尺寸更小,结构更加简单,能够更好地集成在车载雷达系统电路中。     

介质谐振器与锥形反射器组合宽带高增益天线的设计

介质谐振器天线(DRA)因具有无金属损耗、辐射效率高等特点被设计并应用于现代通信系统.传统DRA的带宽较窄、增益较低,无法满足现代通信系统宽频带的要求.提出了一种介质谐振器(DR)与锥形反射器组合宽带高增益天线的设计方法,扩展天线带宽的同时增大天线的增益.首先将多层矩形DR进行堆叠以扩展DRA的带宽,仿真并分析出堆叠不...     

龙伯透镜天线及其应用

伯透镜天线（Luneberg Lens）由R．K．龙伯（R. K．Luneberg）于1944年提出．距今已有超过60年的历史。经过工程技术人员的不断更新和改良，现在这项电介质透镜天线技术被广泛用来制造低成本、高增益和易于操作的微波天线，主要应用于移动接收站对卫星的跟踪等方面。     

E波段宽带高增益透射阵天线设计

设计了一款E波段高增益天线,该天线由基片集成波导缝隙天线和透射阵组成.为实现足够的相位补偿范围,设计了多种贴片结构单元.该透射阵共有289个单元,口径尺寸为33.065 mm×33.065 mm,该天线的焦径比为0.45.实测结果表明,加载透射阵后,SIW缝隙天线的增益提高了 14.63 dB,在74.23 GHz增益...     

宽带高增益圆极化微带天线与阵列

设计了一副宽带高增益圆极化微带天线,并进行组阵分析。天线中心频率2.6 GHz,通过增加寄生贴片和空气层来提高天线单元的增益和带宽。上下两层介质板上边长不同的切角方形贴片分别激励一个低频与高频的圆极化模,有效地拓宽了轴比带宽。仿真结果表明,反射系数|S11|<-10 dB带宽21.8%,3 dB轴比带宽12.0%,中心频率点增益9.0 dBi。对天线单元进行加工测试,与仿真结果较为吻合。设计了2×4元阵列,并进行了仿真,增益提升至17.5 dBi,3 dB轴比带宽10.4%。     

高增益宽带透射阵天线

提出了一种新型多层周期性透射阵（transmission array,TA）单元,该单元由对称C形缝隙结构组成,具有[-503°-167°]的透射相位范围,在Ku频段具有相似的相位曲线且透射相位的线性度较好.根据相位补偿理论,基于此单元设计了一款TA天线,并对其进行了仿真.结果表明,在12.5 GHz处增益可以达到24.74 dBi,天线的口径效率和1 dB增益带宽分别为44.4%和11.2%.对TA天线进行加工测试,得到的测试结果和仿真结果吻合较好.验证了该TA天线具有高增益和宽带的特性,同时也对于构造实用型TA雷达天线具有一定指导意义.     

基于遗传算法的超宽带微带天线优化设计

将遗传算法应用于超宽带微带天线设计。建立了基于遗传算法和高频电磁仿真软件（HFSS）的优化工程。在此基础之上,优化设计出了一款超宽带微带天线。讨论了该优化工程的操作流程,并对天线特性进行了研究。研究结果表明：所设计天线在3.1~10.6 GHz频段内的回波损耗小于-10 dB,具有良好的超宽频带特性。     

Probe-fed wideband AMC-integrated hexagonal antenna with uniform gain characteristics for WLAN applications

Wireless Networks - Demand of antennas those possess wide radiation bandwidth while operating in S-band for wireless communication systems is increasing day by day. Thick substrates are popular...     

一种新型Ku频段宽带高增益双极化微带天线阵列

介绍了一种新型的Ku频段宽带高增益双极化微带贴片单元及96元阵列的设计。设计中单元采用层叠贴片天线结构,提高了单元的带宽和增益,两个极化端口采用分层馈电,其中水平极化端口采用共面馈电,垂直极化端口采用探针背馈。在馈电网络的设计中引入反向馈电技术,降低了交叉极化。仿真与实测结果表明：该阵列增益达到了26 dBi,口径效率约为51%,交叉极化电平小于-30 dB,水平极化端口相对阻抗带宽达11.3%,垂直极化端口相对阻抗带宽达13.7%,两端口隔离度高于40 dB.     

W-band high gain lens antenna for metrology and radar applications

A W-band high gain lens antenna has been realised and measured. A hyperbolic lens made in ECCOSTOCK 0005 is associated to an optimised modified circular horn related to a circular-to-rectangular waveguide transition in order to fit the WR-10 standard waveguide. The antenna provides more than 30 dBi gain between 75 and 110 GHz. It is competitive in several fields of applications: first, obstacle detection radar application (at 77 or 94 GHz), secondly metrology, for example, in order to measure radar cross-sections over the whole W-band with a single antenna.     

A wideband high gain dielectric resonator antenna for RF energy harvesting application

A novel high gain and broadband hybrid dielectric resonator antenna (DRA) is designed and experimentally validated. To obtain the wide impedance bandwidth, the proposed antenna geometry combines the dielectric resonator antenna and an underlying slot with a narrow rectangular notch, which effectively broadens the impedance bandwidth by merging the resonances of the slot and DRA. An inverted T-shaped feed line is used to excite both antennas, simultaneously. It supports amalgamation of different resonant modes of the both, DRA and slot antenna. The measured results show that the proposed antenna offers an impedance bandwidth of 120% from 1.67 to 6.7 GHz. The antenna gain is next enhanced by a reflector placed below the antenna at an optimum distance. On engineering the height and dimension of this reflector the antenna gain is improved from 2.2 dBi to 8.7 dBi at 1.7 GHz. Finally, antenna operation is attested experimentally with a rectifier circuit in the frequency range of 1.8–3.6 GHz, where various strong radio signals are freely available for RF energy harvesting. The measured maximum efficiency of the rectifier and rectenna circuit were found to be 74.4% and 61.4%, respectively.     

基于Taguchi算法的双层贴片宽带天线优化方法

介绍了一种新出现的Taguchi全局优化算法,并将其应用于双层贴片宽带天线的输入阻抗带宽优化设计中.Taguchi算法基于正交矩阵对参数空间的均匀抽样,以较少的计算量就能评估参数对结果的影响,通过多次迭代并缩小搜索级差,从而实现快速的多参数全局优化,其具有实现简单、收敛快等优点.以天线的反射损耗S_(11),在期望带宽范围内的积分作为目标函数,对含有7个变量参数的双层贴片天线结构进行了优化设计,优化进程经过40次迭代后得到了求解精度内的最优解,优化得到的双层贴片天线VSWR<3的带宽达到40%,对宽带电磁脉冲的辐射因子增益达到1.4.