基于顺序旋转馈电的Ka波段圆极化天线阵设计

针对航空航天、雷达和通信系统对定向性平面圆极化天线阵的需求，本文研究并实现了Ka波段宽带圆极化16单元微带天线阵。该天线阵以角截断微带贴片作为基本谐振单元，采用顺序旋转馈电技术构造成4元阵列，并再次对4元阵应用顺序旋转馈电技术，得到16元天线阵列以获得高增益。通过计算电磁学仿真软件对天线性能进行了分析，并使用Rogers 5880制作了天线实物，仿真和测量结果符合得很好。研究结果表明，在29.08～31.22 GHz频段内，天线阵的反射系数小于-10 dB，轴比小于3 dB，相对带宽超过13.8%，验证了通过顺序旋转技术，可以有效地实现高增益平面圆极化天线阵。     

2．4GHz四单元微带贴片天线阵的设计与仿真

为满足2.4 GHz ISM频段无线宽带定向通信要求,设计了一种口径耦合的小型四单元短路贴片天线阵,采用短路面加载辐射贴片,使单元贴片天线长度缩小一半,仿真结果表明,天线阵工作于ISM频段2.42～2.4835 GHz,增益达到11.5 dBi.同时设计了加反射板的宽频带四单元平面单极天线阵,天线中心频率为2.4 GHz,|S11|<-14 dB为500 MHz,相对带宽是20 %,增益达14.7 dBi.     

一种新型高增益低雷达散射截面微带天线

设计了一种双屏频率选择表面,由传输线模型和表面电流、电场分布分析了其透波机理,并将其作为微带天线的天线罩;由射线理论和相位相消原理分析了新天线高增益和带内雷达散射截面减缩机理．仿真和实验结果表明:加载天线罩后的天线,在带宽没有受到影响的条件下,天线增益提高了5.49dB,E、H面半功率主瓣宽度分别减小了63°和52°;同时,在2～18GHz范围,天线法线方向带外和带内雷达散射截面减缩均在5dB以上;在-23°～23°范围,天线带内雷达散射截面减缩最大超过20.94dB．     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

一种接地板开槽的耦合馈电紧凑型天线阵列

提出了一种接地板上开槽的耦合馈电紧凑型微带天线阵。通过采用耦合馈电技术,其工作宽频带和增益等特性优于传统的微带天线;在接地板开槽使得天线尺寸缩小,结构十分紧凑。给出了2.4 GHz频段天线阵列的实例,仿真和实验结果表明,可实现10%的相对带宽,并具有良好的辐射特性。     

一种新型宽频带全向天线的设计

全向天线在下一代宽带移动通信中有着广泛的应用．设计了一种新型的交叉馈电宽频带全向天线,通过加宽振子和加载巴伦实现了天线的宽带特性,使用平行耦合双线对两个宽带对称振子进行交叉馈电．通过对半波振子天线的理论分析、HFSS仿真软件的计算和加工并实测得到：天线印制在厚度为1.5mm、介电常数为2.55的介质板上,实测电压驻波比带宽为44.7％(在2.6～4.1GHz范围内天线的驻波比小于2),并且在整个频段内方向图不分裂,在设计的频段内方向图不圆度小于2.3dB,增益大于1.6dB．该天线结构简单,易于加工,实用性很强．     

高性能溅散板馈源天线分析与设计

为提升微波接力与点对点通信系统的传输距离及抗干扰能力,文中设计了一款口径为0.3m,中心频率为15GHz的高性能溅散板馈源天线．通过采取对溅散板馈源介质支撑镜和副反射面赋形的方法,实现馈源E面和H面的方向图在主反射面照射角范围内等化,在照射角范围外迅速滚降; 然后,通过优化介质匹配塞完成天线的阻抗匹配;最后,对所设计的天线模型进行样件加工并测试．测试结果表明,该天线中心频点的增益达到32.43dBi,最大旁瓣电平抑制在-21.89dB,E面和H面的前后比均达到59.57dB．仿真与实测结果吻合良好,设计方法行之有效．     

一款适用于CNSS及GNSS的双频圆极化天线

介绍了一款适用于北斗导航卫星系统（CNSS）以及格罗纳斯导航卫星系统（GNSS）的天线．该天线为双频圆极化层叠贴片天线,可覆盖1258．52～1278．52MHz（133频段）以及1575～1609MHz（B1—2／L1频段）．仿真结果显示,在B3频段和B1—2／L1频段,该天线为右旋圆极化（RHCP）,法线方向轴比均小于1．5,增益可分别达4．6dB和4．7dB,驻波比分别小于1．4和1．1．     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

一种高效率高增益PCM圆极化天线设计

针对现行极化转换超表面孔径效率不高及增益改善不足等问题,设计了一种应用于X/Ku波段的高效率接收-传输型超表面天线．设计的天线接收层为高反射率的矩形贴片,传输层为十字交叉缝隙,辐射层是以12×12单元排布的斜缝隙矩形贴片．通过调整馈源天线金属地板与超表面接收层构成了FP谐振腔空气层的高度,提高了同相反射增益．仿真结果表明,设计的天线峰值增益达到了14.8 dBic,圆极化带宽为12.3～12.6 GHz,实现了良好的圆极化辐射性能;与其他类型的FP谐振腔天线相比,该超表面天线具有高增益、圆极化、高效率辐射特性．     

宽带共面波导馈电"△"形单极天线

提出了一种新颖的共面波导馈电单极天线，“△”形辐射单元馈刻在介质板上，由同一面的共面波导传输线馈电．对此种天线进行了理论分析，加工并测试了一个天线单元，理论值和实验值吻合较好，验证了设计的可行性，实测阻抗带宽达到111．8％(VSWR小于等于2)，天线工作频率为0．788．2．787GHz．此种天线适合于通信领域的应用．     

Design of the broadband microstrip array antenna for blast furnace surface monitoring

Aiming at the requirements of high-resolution imaging and high integration of the blast furnace radar,this paper presents a method for designing a wideband microstrip array antenna,which broadens the antenna bandwidth through the design of parasitic patches and air layers.By combining multi-input multi-output (MIMO) radar and synthetic aperture radar (SAR) imaging principles,a linear MIMO array is designed,and a near-field simulation imaging experiment is performed on the simulated feed line through the wave number domain imaging algorithm.Simulation results show that the gain of the main lobe of the antenna can reach 14.05 dBi,the reflection coefficient is less than -10 dB,the absolute bandwidth is 5.25 GHz,the operating frequency is 20.67~25.92 GHz,and the range resolution is increased to 3 cm compared with the existing blast furnace radar.The average error of the azimuth direction of the simulated material line imaging is 0.008 m,and the range direction is 0.0011 m.Compared with the traditional microstrip array antenna,this antenna effectively widens the bandwidth,and the range resolution is higher than that of the traditional blast furnace radar.It can accurately obtain the shape information on the simulated material line,and has an engineering application value for blast furnace surface monitoring.     

基于RFID应用的小型化印刷偶极子天线设计

为了研究满足工程需要的RFID标签天线,以2.45 GHz工作频段为例,给出了印刷偶极子标签天线以及其小型化设计。所设计的2.45GHz印刷偶极子标签天线的性能指标为：在驻波比小于1.5时,工作带宽约为450MHz;天线增益为1.4dB;天线尺寸大小为37mm×45.8mm。小型化后的天线尺寸缩小为31.8mm×28.5mm,面积减小了约47%,在驻波比小于1.5时,天线带宽约220MHz,天线增益为1.2dB。此外,给出了小型化天线的实测结果,并且与理论结果进行了比较,结果吻合良好。     

一种电磁耦合馈电双极化毫米波微带天线设计

为拓展双极化毫米波天线的带宽,提出一种基于电磁耦合馈电的微带贴片实现方案.采用共面寄生贴片和空间平行寄生贴片将天线单元的阻抗带宽展宽,采用成对反相馈电技术设计2×2的子阵天线,在中心频点37.5 GHz,驻波2的标准下,天线阵列的相对带宽为6.13%,隔离度30 d B,交叉极化达到-23.6 d B,增益为11.5 d Bi.提出的双极化微带天线,具有频带宽、端口隔离度大、交叉极化低、增益高的特点,天线性能符合毫米波双极化天线的一般工程要求.     

倾斜波束非对称SAARS微带天线设计简

A circularly polarized microstrip antenna with the tilted beam of 30° through the asymmetrical structure combing the single-arm archimedean spiral antenna with the helix antenna is constructed in order to make the beam tilted. The bandwidth, tilted beam, and radiation characteristics have been improved through the width optimization and coaxial feed line selection. This antenna can realize the directional radiation of circularly polarized microwaves in a definite frequency band and has a bandwidth of 16.7％ (for Voltage Standing Wave Ratio(VSWR)<2, Axis Ratio(AR)<3dB and the tilted beam of 30°) in the condition of the vertical aperture external excitation with a coaxial feed line. Simulated and measured results show that this antenna has a wideband, high gain, and tilted beam with circularly polarized microwaves.     

一种宽带圆极化介质半球面螺旋天线

研制了一种新型双臂等角半球面介质螺旋天线,应用基于曲线基函数的矩量法对其辐射特性进行了分析,给出了天线的驻波、极化及方向图等随频率变化的曲线．计算与实测结果表明,在800 MHz~2 600 MHz的频带内,驻波比基本小于2,轴比小于3 dB,相对带宽可达106％．     

印刷指数渐变Vivaldi天线研究

在Vivaldi天线的基础上,分析了天线渐变槽线结构对天线工作带宽的影响,提出了在侧翼加载和尾部加抗流栅栏的方法.测试结果表明:天线在320 MHz~1 GHz和1.16 GHz~1.3 GHz的频带内驻波小于2,在超短波的应用频带内驻波小于1.2,是一种高增益小型化宽频带天线.     

一种超宽带高增益对踵Vivaldi天线

本文设计了一种带宽3.3～40 GHz的新型超宽带高增益对踵Vivaldi天线,该天线介质板两侧采用相同的辐射结构,由一个微带线和两条指数型槽线构成.在天线辐射方向添加一块梯形结构介质板,将天线正反两面的表面电流限制在天线辐射方向,既可以矫正E面方向图的增益峰值偏移角度,也可以提升天线辐射强度.实测结果显示,3.3～4...     

一种宽带低散射印刷振子天线阵列

设计了一种新型的微带印刷振子天线阵列．为了增加天线的带宽,使用一种新型的平面光子带隙(PBG)结构镶嵌在天线表面．通过优化PBG结构单元的尺寸,可以使电压驻波比(VSWR)小于1.5的频率带宽达到56.7％,而传统天线的带宽仅有36％．并且将一种新型的频率选择表面(FSS)作为天线的反射地板,降低了整个阵列天线的雷达散射截面．     

笼形中馈天线的设计与优化

优化设计了一种性能良好的笼形中馈宽带天线．应用电磁场数值计算软件NEC2分析天线的增益和驻波，并将天线增益作为目标函数，通过构造合适的适应度函数利用遗传算法优化了天线的结构尺寸及阻抗匹配网络。使其在100-400MH2频带内的电特性满足驻波比小于3＋0．增益基本大于0dB．制作了天线样机．理论计算结果与测量结果吻合良好．