高增益Ka波段EBG天线阵列的设计

电磁带隙(EBG)天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,以FSS作为EBG反射面,角锥喇叭作为辐射源,设计了一种可以工作在29.7³0.2 GHz,最大增益为23 dB的EBG天线,并对7个喇叭阵列进行了仿真分析,证明了该种EBG天线具有良好的工作性能,可以作为小型化单口径反射面多波束天线的辐射源,用于减小通信卫星的重量。     

基于FSS的宽带高增益微带天线

针对传统法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)谐振天线增益带宽窄的问题,提出了一种在宽带范围内满足谐振条件的新型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)覆层结构。基于覆层反射相位斜率为正原理,设计了具有良好特性的双层FSS结构,并集成到单层介质板,将其作为微带天线的覆层,制备了一种新型宽带高增益微带天线。仿真和实测结果均表明,与微带天线相比,加载FSS覆层结构后的天线增益能在更宽频带内得到提高,并能明显降低天线剖面。     

基于双层FSS 的X 波段高增益微带天线*

设计了基于双层频率选择表面FSS(Frequency Selective Surfaces)的高增益微带天线.基于双调谐峰原理,设计了具有良好频率选择特性的双层FSS,将其作为微带天线的覆层,制备了一种X波段高增益新型微带天线.利用射线理论,分析了新型天线的工作机理,并通过实测对仿真结果进行了验证.实验结果表明:相比于传统微带天线,加载覆层后的新型天线带宽没有变化,而其方向性得到了明显改善,鼻锥方向增益提高了6.6dB.     

基于超材料的低频高增益阵列天线研究

基于超材料表面设计了一种工作在P 波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi 形式,可工作在200 MHz ～2 GHz。天线排布为一维E 面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS 对天线进行仿真。仿真表明:通过加载超材料层的方法,可以在不增加天线物理面积的情况下,使其在200 MHz ～600 MHz 的增益得到提升,最大可达2. 7 dB,且有源驻波变化不大,在工作频段内仍小于2。该技术为低频天线阵列的增益提升提供了一种全新的思路。     

低剖面高增益阵列侦察天线研究

近年来,随着侦察系统的不断发展,侦察平台小型化对天线严格要求与天线理论的自相矛盾越来越突出,即 天线低剖面、小型化且高增益。为解决此工程实际问题,我们提出了一种开槽印刷天线为单元的阵列天线,在仿真优 化的基础上进行实测,此天线仿真与实测基本一致,具有带宽较宽、剖面低以及增益高的特点,很好的解决了实际工 程难题。     

一种新型全向高增益天线设计

通过对一个2.4GHz,4单元全向天线的研究设计,给出了一种具有良好一致性和高增益全向特性的新型印刷天线结构,并做出了实物样机.实验结果证明,该天线具有良好的全向特性和高增益特性,从而解决了全向高增益天线阵设计较为复杂、工程实现较为困难这一问题,说明该方法是有效可行的.设计的新型天线对于WLAN通信具有很高的实用价值.     

基于一维EBG结构的圆波导高增益天线

提出了一种基于一维电磁带隙(EBG)结构覆层来提高圆波导天线增益的新方法,利用数值分析方法对EBG结构和基于EBG结构圆波导高增益天线的电磁特性进行了仿真研究,并将它们与传统圆波导天线进行了比较.仿真和实验结果表明,应用这种EBG覆层结构可以有效地实现辐射能量的聚集,从而提高天线的增益,降低了天线副瓣电平,有效地改善了天线的辐射特性.     

新型超轻薄高增益阵列天线设计

在飞行器和空间无线输能领域需要低剖面、超轻薄,同时兼具良好定向辐射特性和高增益的平面天线阵列.针对该设计挑战,设计了一款中心频率为10 GHz的平面阵列天线.针对轻薄天线的带宽小,增益不足的问题,在主辐射单元四周紧密排布8只正方形寄生单元,通过仿真得知引入紧密排列的寄生单元后,较大幅度提高了天线的带宽和增益,仿真计算得...     

新型高增益反射阵列天线的设计

介绍了一种新型的高增益反射阵列天线。根据栅格阵列的特点,确立了天线的结构,通过开槽线阻抗变换器实现匹配,并利用电磁场仿真软件HFSS对该天线进行了理论分析。仿真值与实测值能较好地吻合,表明该天线具有良好的匹配和高增益特性。     

基于FSS 的双频高增益微带天线

设计并制作了一种基于双屏FSS(Frequency Selective Surface)部分反射表面的双频高增益微带天线。该FSS 结构是在介质板上下表面分别刻蚀两条方环形金属带,通过调节金属带的宽度,实现频比(Frequency Ratio,FR)达到2 的双频谐振,且在5. 12 ~5. 31GHz 和10. 08 ~10.84GHz 频带内反射相位曲线斜率为正(一般的为负),反射系数模值都在0. 86 和0. 82 以上。将FSS 以覆层的形式放置于双频微带天线上方,相当于增加了双频天线的辐射口径面积,有效改善天线的辐射性能。仿真和实测结果表明:与原始双频微带天线相比,加载双频FSS 覆层后,新天线的增益得到了提高,在5.22GHz 和10. 43GHz 处,天线鼻锥方向增益分别提高了4. 8dB 和5. 1dB。     

A High‐Gain Microstrip Patch Array Antenna Using a Superstrate Layer

A dielectric superstrate layer above a microstrip patch antenna has remarkable effects on its gain and resonant characteristics. This paper experimentally investigates the effect of a superstrate layer for high gain on microstrip patch antennas. We measured the gain of antennas with and without a superstrate and found that the gain of a single patch with a superstrate was enhanced by about 4 dBi over the one without a superstrate at 12 GHz. The impedance bandwidths of a single patch with and without a superstrate for VSWR < 2 were above 11%. The designed 2×8 array antenna using a superstrate had a high gain of over 22.5 dB and a wide impedance bandwidth of over 17%.     

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%。     

超短波宽带高增益稳定度全向阵列天线设计

设计实现了一种超短波宽带高增益稳定度全向阵列天线,天线采用平行双线对不共面的印刷偶极子阵列并联馈电。通过在馈电端添加非对称枝节实现了天线的宽带特性,并获得良好的增益稳定性。天线采用互补结构,提高带宽,优化水平面不圆度。该天线结构简单,易于制作。实物测试结果表明,该天线在298～440 MHz频段内满足电压驻波比小于2,相对带宽达38%,在300～400 MHz工作频段内增益稳定度为±0.45 dB,不圆度小于±1.5 dB。     

基于栅瓣宽度的稀疏阵列方向图综合算法

首先对子阵级稀疏阵列进行建模,针对子阵级稀疏阵的子阵间距远远大于半波长而导致子阵级稀疏阵列方向图主瓣附近具有大量栅瓣的问题,提出了方向图栅瓣宽度的概念,为了抑制方向图的栅瓣宽度,提出一种基于栅瓣宽度的子阵级稀疏阵列优化算法,解决了方向图栅瓣电平在满足一定的要求下使栅瓣宽度最窄的问题,最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

K波段高增益低副瓣微带天线阵的设计

本文为工作于K波段的车载防撞雷达收发前端设计并制作了一款高增益低副瓣易集成的微带贴片阵列天线。该天线采用串并结合馈电形式,在满足各阵元激励同相不等幅的基础上,既有效减小了馈电网络的损耗,又实现了天线小型化。测试结果表明,该8×6元微带天线阵带宽为24.2~24.8GHz(VSWR1.5),最大增益可达20.2d B,第一副瓣电平-20d B,E面、H面的半功率波瓣宽度为16.7°和11.8°,其尺寸仅60mm×45mm。该阵列天线凭借其高增益、低副瓣、、结构紧凑体积小及性能稳定等优点,经验证实用性强,在汽车防撞雷达系统中有广阔的应用前景。     

宽带介质覆层Fabry-Perot 谐振腔天线设计

结合传输线理论和史密斯圆图分析,文中提出了一种利用全介质部分反射覆层构造宽带Fabry鄄Perot 谐振腔天线的方法。所设计的覆层结构在工作频带内拥有正斜率的反射相频特性,可满足谐振腔天线的宽带谐振条件。运用该方法设计了工作于Ku 频段的宽带Fabry鄄Perot 谐振腔天线,通过仿真计算和样件加工测试验证了该方法的正确性和有效性。     

Sparse Planar Retrodirective Antenna Array Using Improved Adaptive Genetic Algorithm

An improved adaptive genetic algorithm is presented in this paper.It primarily includes two modified methods:one is novel adaptive probabilities of crossover and mutation,the other is truncated selection approach.This algorithm has been validated to be superior to the simple genetic algorithm (SGA) by a complicated binary testing function.Then the proposed algorithm is applied to optimizing the planar retrodirective array to reduce the cost of the hardware.The fitness function is discussed in the optimization example.After optimization,the sparse planar retrodirective antenna array keeps excellent retrodirectivity,while the array architecture has been simplified by 34％.The optimized antenna array can replace uniform full array effectively.Results show that this work will gain more engineering benefits in practice.     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。     

利用双载频方向图相乘的稀疏均匀阵栅瓣抑制方法

针对稀疏阵列天线间距远大于信号波长导致阵列方向图出现大量栅瓣的问题,该文基于不同载频阵列方向图主瓣与栅瓣相对位置关系存在差异的特性提出一种新型的栅瓣抑制算法。该算法充分利用不同载频回波信息,避免了大规模搜索,有效降低了计算量。首先根据算法原理确定了影响该栅瓣抑制算法性能的因素,然后进一步对影响栅瓣抑制性能的关键参数进行了定量分析,推导得出了栅瓣抑制后峰值旁瓣比(PSLR)与频率差的关系表达式。该表达式为栅瓣抑制快速选择最优频率差提供了理论依据。最后,通过计算机仿真验证了该算法对栅瓣抑制的有效性以及该文所推导的峰值旁瓣比与频率差关系表达式的正确性。