基于超材料结构的定频波束可调天线设计

提出了一种新颖的波束可调天线。该天线辐射单元采用加载电容的超材料结构,相较于传统波导裂缝阵列天线的辐射缝隙,超材料辐射单元的尺寸缩小了76%;天线采用蚀刻有超材料结构的Rogers RT5880印刷电路板(PCB)作为天线辐射面,通过调整加载在超材料单元上的电容来调整波束指向。天线的测试结果与电磁仿真软件仿真结果接近。测试和仿真结果表明,天线工作在频率15 GHz,最大增益为11 dBi,辐射效率为80.8%,波束可调天线实现了-28°,-20°,-12°,-6°,6°, 13°和24°七种不同波束指向。     

Ka频段单脉冲多层微带阵列天线设计与优化

描述了多层微带阵列天线,辐射单元通过带状线一个地板耦合馈电。为获得好的旁瓣抑制能 力及加工容差,采用遗传算法优化,得到工程上实用的天线口径分布。制作了一个天线,获 得27.3 dB的增益,波束宽度4.2°。实测结果表明在Ka频段实现了100%的旁瓣抑制 。     

毫米波车地通信的小型化波导螺旋阵列天线设计

高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为更好地满足这些要求,设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线。该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式,通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式,实现了所有单元的等幅馈电;天线单元由低剖面螺旋天线构成,采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能。利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线,并进行了实验测试。测试结果表明：在37~39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.41,增益大于21.7 dB,轴比小于3.6 dB,俯仰面波瓣宽度为4.5°~4.7°,方位面波瓣宽度为29°~29.7°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。     

一种高增益低旁瓣双贴片微带天线阵

设计了一种可工作于Ku波段的高增益、低剖面的准空气微带阵列.天线阵列整体采用分层的准空气微带结构,每个天线单元采用双贴片单元结构以提高天线增益、抑制交叉极化,最终提高了组阵的效率和增益.在阵列天线中采用台阶式分块馈电,有效地抑制了旁瓣电平.最后通过仿真计算设计并实际制作了64单元阵列天线,实验结果和仿真结果吻合良好,阻抗带宽达到17.54%,中心频率14.25 GHz时增益达到24.5曲,E面旁瓣低于-18 dB,H面旁瓣低于-12 dB.     

电磁异向介质在阵列天线中的应用研究

为了抑制阵列天线单元的表面波,并减小阵元间的耦合效应,研究了电磁异向介质材料在抑制阵列天线互耦效应中的应用.基于开口谐振环(Split-Ring Resonator,SRR)负媒质材料特性,将SRR结构单元加载于阵列天线之中,提出了具有互耦抑制效应的天线设计方法.仿真结果表明:加载SRR结构单元后,天线谐振工作频点处的耦合系数降低了8.8 dB,即由原来的-16.3 dB降低到了-25.1 dB,而对天线阵列的增益和方向图没有太大的影响,可以满足工程的基本要求.为设计低耦合的微带阵列天线提供了理论支持.     

一种带滤波功能的圆极化可控阵列天线

提出了一种带滤波功能的2′2圆极化可控阵列天线,采用探针对每个辐射贴片进行馈电,通过控制辐射贴片的激励相位和极化,实现整个阵列天线的圆极化特性。嵌入在阵列天线馈电网络中的耦合谐振器对保证了馈电网络在幅度响应上呈现滤波特性的同时,在相位上控制每个辐射贴片激励端口处的信号相位在-90°和90°之间变化,同时结合90°移相网络,可实现对整个阵列天线左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)的控制。实测结果表明:该阵列天线能控制辐射的圆极化特性,并获得优异的LHCP和RHCP特性;在两种极化状态下,阵列天线工作频带内均具有较为平坦的增益特性,平均增益为10.4 dBic,带外增益特性呈现较好的滤波特性,在远离通带上、下边带100 MHz 处增益抑制均达到8.6 dB以上。     

小型超宽带平面天线阵列设计与优化

提出了一种小型超宽带(UWB)平面天线阵列并进行了优化.首先设计了两个不同的UWB天线单元方案:印刷天线-Vivaldi天线、平板天线-平面螺旋天线,并通过对比选择螺旋天线单元作为组阵单元.对该天线阵列的回波损耗、3D辐射图、方向图进行了仿真计算和设计.结果该天线阵列在6 ～ 10GHz内具有较好的定向辐射特性,增益达到15dB.进一步优化单元空间分布结构,使天线在相应频段内具有更佳的方向性.通过调整各个馈源的相位差,在不失去增益的同时,可以控制波束的偏转.     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。     

高隔离度微带阵列天线的设计

提出了一种通过增加曲折开槽谐振器来增强阵列天线单元间隔离度的方法。首先设计了一款应用于802.11ac(5.17~5.29 GHz)频段移动终端的天线,在其阵列单元间添加一个曲折的开槽谐振器,此谐振器具有带阻特性,能有效降低天线单元间的互耦,增强天线单元间的隔离度,并利用HFSS软件对微带阵列天线进行了仿真与优化。仿真结果显示,增加了开槽谐振器后天线的隔离度增强了11.31 dB,隔离度达到了–29.4 dB,驻波比VSWR小于1.35,S11小于–16 dB,S21达到了–26 dB,满足天线的要求。     

基于双基线比相测角的收发阵列天线设计

根据双基线比相测角的原理,规划出一条短基线与一条较长基线,经过仿真优化确定出三个接收天线之间的间距,最终设计出一款应用于24 GHz汽车防撞雷达且结构较为紧凑的一发三收的微带阵列天线。采用该收发天线进行测角,既可保证最大无模糊测角的范围,也可提高测角的精度。通过采用基于道尔夫-切比雪夫算法加权的串并联混合馈电网络,使该收发天线实现了高增益、低副瓣的特性。最终,对该一发三收天线进行了实物加工。根据实测结果可知:在中心频率24. 125 GHz处,该10×4 元发射天线与10×2 元接收天线的增益分别为23. 1 dB与19. 3 dB,方位面副瓣电平均小于-20 dB,并且方位面3 dB波束宽度均为8. 4°,满足设计需求。     

双层宽波束天线设计

针对宽波束天线在车载雷达中的应用,突破角雷达方位面3 dB波束宽度的限制,实现微带阵列天线在水平面的宽波束覆盖,设计了一款1×10串馈微带双层结构天线。线阵单元采用道尔夫-切比雪夫（Dolf-Chebyshev）综合法电流分布来达到降低天线俯仰面副瓣的效果,在串馈阵列上方加载寄生贴片和介质基板拓展天线方位面的3 dB波束宽度。分析了双层天线展宽波束的原理,加工并实测了双层宽波束天线,其方位面的3 dB波束宽度为134.6°,增益达到10.6 dB,副瓣电平为-19.8 dB,可以满足车载角雷达天线需求。     

基于基片集成波导的Ka波段毫米波缝隙天线设计

本文总结了由基片集成波导(SIW)设计缝隙天线的一般方法,并设计了一款 8×8 SIW 缝隙天线阵列。 该天线主要由SIW 馈电网络、缝隙阵列和微带线至SIW 转换器三部分构成。 利用泰勒分布函数控制阵列的馈电幅度以及缝隙的偏置距离,从而有效地控制了阵列在方位面和俯仰面的旁瓣电平。 实验结果表明,该天线在 33. 30 GHz ~ 36. 54 GHz 的频带范围内 S11 幅值小于-10 dB,相对带宽为 9. 3%。 天线最大增益为 18. 56 dB,H 面副瓣电平小于-20 dB,E 面副瓣电平小于-18 dB。 该天线剖面低,易于共形,在机载、弹载等场景中有较好的应用前景。     

一种全向圆柱共形螺旋阵列天线

基于圆柱共形阵列天线的基本理论,提出了一种螺旋圆柱阵列天线,该阵列由两层沿圆柱外壁交错排列的螺旋单元组成,采用矩量法分析了天线的辐射特性。通过优化螺旋单元的个数及分布,得到最优的单层单元数N=18,层间距H=60 mm,使阵列天线在实现高增益的同时,在θ=90°平面上产生360度全向辐射,最大增益Gmax可达7.5 dBi,不圆度C<1.6 dB。     

L频段共形相控阵天线研制

为满足机载系统的需要,给出了共形相控阵天线的分析和设计过程,同时研制了一种高度仅为0.14波长的准八木天线单元。利用三维电磁仿真软件HFSS对天线单元和共形相控阵进行了仿真设计,并研制了一套L频段共形相控阵天线。该天线由天线阵面、波束形成网络和波控器等构成。天线阵面由4个天线单元组成,共形安装在机头上。经实际测试,共形相控阵天线阵面的和波束在扫描范围内增益大于10 dBi,并具有较低的副瓣电平;差波束零深小于-20 dB。     

77 GHz汽车角雷达宽波束平坦增益阵列天线设计

设计了一款基于波束赋形技术的宽波束、平坦增益平面阵列天线,用于汽车角雷达系统.该阵列天线由三个1×10串馈线阵组成,串馈线阵采用单元不等间距分布的Dolph-Chebyshev天线综合法进行设计以降低副瓣.为了满足汽车角雷达宽视场角(field of view,FOV)的需求,对平面阵列天线采用波束赋形技术以展宽方位面...     

Ka波段大型单脉冲平板缝隙天线的分析与设计

论文所分析的Ka波段平板缝隙阵列天线具有阵面尺寸大(534.89mm×494.3mm)、缝隙多(5 120)的特点,因而对于阵面的设计运用优化总体设计,并运用等效电路法结合电磁仿真软件HFSS得到精确的辐射缝以及耦合缝参数。同时为了减小加工难度,对天线分象限分层分象限进行加工。经过实测验证,测试结果与理论吻合良好,在±300MHz频带范围内驻波小于2,整个阵面的增益均大于42dB,天线的方位副瓣电平达到-22.8dB,俯仰副瓣电平达到-23.8dB,零值深度在俯仰和方位均达到-30dB。     

Dual-band six-element switched parasitic array for smart antennacellular communications systems

Simulation results for a dual-band switched parasitic smart antenna array designed for cellular communications systems are presented. The array consists of six loaded monopole elements on an infinite ground plane and offers five switched directions equally spaced through 360°. At 900 and 1900 MHz, the 10 dB bandwidths are 15 and 13%, respectively. The antenna covers the azimuth plane with a maximum gain of 4 dBi and a minimum gain of 2 dBi. The front-to-back ratios of the radiation patterns are better than -15 dB. The design is robust in terms of manufacturing and environmental tolerances     

一种新型双频共形共孔径机载导航天线设计

本文阐述了共形天线的基本设计方法及其优点，设计研制了一种新型双频共形共孔径导航天线。该天线有两个射频输出端口，分别工作在 L 波段和 C 波段。通过分析对比不同形式的天线集成手段，最终提出一种性能优良的天线孔径综合实现方式并研制实物验证。仿真数据与实测结果基本吻合，在有效的工作频带和俯仰角为 60°~95°、方位角为-45°~45°的角域范围内， L 波段天线增益≥-1dB，C 波段天线增益≥-2dB。