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。     

基于SP馈电网络的超宽带圆极化天线设计

提出了一种基于顺序相移(SP)馈电网络的宽轴比圆极化微带阵列天线。该天线通过将四个相同的圆形贴片辐射器连接在SP馈电网络的输出端,形成2×2微带阵列天线以实现圆极化性能。为保持馈电网络的紧凑性和圆形贴片辐射器的宽带特性,设计了一种不规则局部接地的方法。为获得天线的定向辐射并提高增益,在介质基板下方7.4 mm处设置一金属反射板。经过HFSS仿真软件优化分析,所提出天线的总尺寸为65 mm×65 mm×8 mm,小于-10 dB阻抗带宽为5～8.6 GHz(52%),3 dB轴比带宽为5.72～8.16 GHz(35%),在圆极化工作频率范围内增益可达10～12 dB。对所提出天线进行实物加工与测试,测试结果和仿真结果较吻合。     

高增益宽带圆极化微带天线阵研究

研究了S波段高增益宽带圆极化天线阵的设计方法,讨论了阵列间距与天线增益、E面方向图之间的关系,论述了微带天线阵馈电网络工程实现途径,并研制了S波段高增益宽带圆极化天线阵实验样机,并对天线阵实验样机的电特性进行了测量,测量结果表明,天线最大增益为15 dB时,天线阵的阻抗带宽达到了12.25%,圆极化轴比小于3 dB带宽为9.4%,测试数据充分说明了该天线阵具有尺寸小、高增益、宽频带、圆极化特性,从而验证了设计方法的有效性.     

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计*

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列.仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S11＜-10dB)和轴比带宽(AR＜3dB)分别达到了25.9％(32.2 ～41.8GHz)和20.1％(32.6～ 39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7％和14.7％,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低.     

64单元X波段LTCC高增益圆极化微带阵列天线

采用双层矩形贴片加一对切角和2个缝隙的结构设计圆极化单元,并将其应用于X波段64单元高增益圆极化微带阵列天线。传统设计中,多层寄生微带阵列天线使用柔性基板制作,引起加工精度的问题及基板间空气层的存在,使阵列天线的圆极化特性及阻抗匹配与仿真结果相差较大。该文采用低温共烧陶瓷(LTCC)材料设计了应用于X波段的64单元双层圆极化微带阵列天线。实验结果表明,64单元阵列天线增益达到22.03dBi,S11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.36%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。从而验证了在研制微带阵列天线方面LTCC技术可很好地得到应用。     

新型双圆极化单脉冲天线

介绍了一种新型基于微带缝隙耦合的双圆极化单脉冲天线。天线工作在2.2GHz,首先设计了2×2双圆极化阵列,并且通过对每个辐射单元旋转实现对交叉极化的抑制。再次,根据单脉冲天线特性设计了4×4阵列,同样为了抑制交叉极化,对馈电网络按照一定顺序进行了旋转,仿真结果表明交叉极化达到-65dB。最后根据整个阵列4个辐射象限的初始相位值,利用3分支电桥,设计了适合左旋和右旋圆极化"十"字形和差网络。经过实测,仿真结果与测试结果吻合较好,天线和波束增益为19.78dBi。     

毫米波圆极化单脉冲阵列天线的研究

在腔模理论基础上分析了单阵元圆极化微带贴片天线,研究了圆极化微带阵列天线的设计方法,采用相位旋转法设计了中心频率为35.75GHz的64元圆极化微带阵列天线与平面和差结构,使天线和和差馈电处于一个平面.利用Ansoft公司的HFSS软件进行了仿真优化.经过对天线实物的测试,此天线提供了21dB的增益,具有良好的轴比和驻波比,差波束零值深度大于20dB.     

一种W波段圆极化微带天线研究

研究了不同馈电形式的W波段圆极化微带天线阵列,并采用等幅同相馈电方式以及新型波导到微带过渡结构,完成了圆极化阵列天线的设计.由理论分析和仿真结果可知,通过选择合适的介质,以及利用单元间等幅同相馈电,既能有效减小W波段天线的损耗,又能实现圆极化的良好轴比特性.功分网络的合理排布,波导到微带过渡结构亦有利于减小天线损耗.对8×8阵列天线进行实测,S(1,1)小于-15dB的相对带宽为4.3%,轴比小于3dB的波瓣宽度为11°,中心频点94GHz时天线增益为20.6dB,与仿真结果基本吻合.     

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计

提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电,实现微带贴片天线的圆极化辐射,增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列,有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描,在扫描范围内增益大于11.9 d Bi,轴比小于2 d B。     

超宽频带圆极化微带天线阵列的设计

提出了一种多层结构的宽带圆极化辐射单元,该单元采用上下2个贴片切角和空气层的层叠结构,实现了天线的宽带圆极化和宽带匹配特性.在此基础上,利用圆极化天线阵的宽带馈电技术,设计了一种超宽频带四元组合圆极化微带天线阵.经过仿真计算,天线工作于C波段时,阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了41%(VSWR<2)和34%,其带宽对一般的圆极化微带天线有大幅度的增加.该超宽频带的圆极化天线在通信、雷达等领域的应用前景相当广阔.     

一种旋转馈电的圆极化微带阵列天线设计

为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。     

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。     

一种宽频带方形槽圆极化天线设计

文中提出了一种加载微扰元素的新型宽频带圆极化方形槽天线,它由一个倒L 型微带馈电线、一个L 型枝节、一对矩形槽和一个方形槽地板组成。用这些缝隙槽和枝节作为微扰元素来调节天线表面电流分布,可以激 发出多个圆极化谐振模式,从而实现了宽频带圆极化辐射。为了验证其合理性,加工并测试了天线模型。测量结果 表明,实测小于-10 dB 的阻抗带宽为74. 9%,小于3 dB 的轴比带宽为84. 7%。此外,测量和仿真的峰值增益分别为 4. 88 dBi 和4. 86 dBi。因此,文中设计的圆极化方形槽天线具有宽的圆极化带宽特性。     

一种新型的X波段圆极化微带天线

该文采用双层方形贴片开对角槽的结构设计了一种新型的应用于X波段的圆极化微带贴片天线。通过仿真优化,天线轴比<3dB的带宽480 MHz,增益达到6.29dB,反射系数s11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.6%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。     

LTCC宽频圆极化环形微带贴片天线研究

设计了一种低温共烧陶瓷( LTCC)宽频带圆极化环形微带贴片天线.该天线采用环形辐射贴片结构,在环形内部利用L型匹配支节连接以拓展带宽.通过使用威尔金森功分器加移相器对辐射贴片馈电,使耦合馈电端口的正交电场相位差90.来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅2.4 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过80 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到4.9 dB.实测结果与仿真结果相近.     

圆极化微带阵列天线的设计

研究了圆极化微带阵列天线的设计方法。重点讨论了用双馈电正方形单元天线实现圆极化、高增益阵列天线的实现方法,并利用Ansoft HFSS 软件进行仿真分析,仿真结果显示,在工作频带内天线增益>13 dB,驻波<1.3,方向图E面波瓣宽度>33°,H面波瓣宽度>33°。     

Ku波段宽带高增益基片集成腔圆极化阵列天线北大核心CSCD

提出了一款应用于Ku波段的宽带高增益基片集成腔(Substrate Integrated Cavity,SIC)圆极化阵列天线。通过引入沿SIC口径面对角线放置的一对半月形寄生贴片和SIC底部馈电纵缝,使SIC中的TM_(211)和TM_(121)谐振模式幅值相等、相位相差90°,产生高增益圆极化辐射。同时,双寄生贴片还引入了一种背腔缝隙耦合振子圆极化辐射模式,扩宽了天线高增益圆极化辐射带宽。在此基础上,设计了一款2×2单元顺序旋转馈电的SIC圆极化阵列天线。阵列天线采用双层基片集成波导顺序相移馈电网络进行馈电,进一步增大了天线的圆极化带宽。综合考虑天线的-10 dB反射系数带宽、3 dB轴比带宽和3 dB增益带宽,测试结果表明,圆极化阵列天线的有效带宽为10.74-13.30 GHz(21.3%),在通带范围内最大增益为14.50 dBi。     

基于环形极子的太赫兹超宽带圆极化阵列天线

以方环单极子天线为基础,设计了一种太赫兹频段超宽带圆极化微带阵列天线。提出的新型低剖面环形天线单元由C型结构和改进后的接地结构组成,实现了天线表面电流不对称流动以及电流的最优纵横比,辐射圆极化波;采用2×4天线阵列不仅提高了天线增益,而且增强了其方向特性。仿真结果表明,该阵列天线的阻抗带宽为67.42%(193.86～391.02 GHz),圆极化轴比带宽可完全包含该频段,且在该频段内峰值增益为15 dBi,在太赫兹通信设备中具有广阔的应用前景。     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

花纹螺旋结构的倾斜波束圆极化线阵设计

为了提高天线的增益,在阵列天线理论的基础上,设计了一种新型花纹螺旋结构的八元斜波束圆极化直线阵.该阵列以花纹阿基米德(Archimedean)螺旋线为单元,利用微带型Wilkinson功分器实现馈电,通过阵列单元间距的优化,实现了阵列高增益的目的对阵列进行了设计、仿真、加工和实测,实测结果和仿真结果吻合较好,实测表明,该八元直线阵列在30°倾斜角度方向上取得了18 dBi以上的增益,阵列在6.1 GHz时取得了最大增益192 dBi,同时阵列保持了18.75％相对带宽的圆极化辐射特征,在工作频段内阵列的交叉极化分量小于-13 dB.