Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题,设计了一种新型四臂螺旋天线,采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电,采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好,结果显示,在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~2 dB,天线轴比保持在2以内,馈电网络高度降低了1.5 cm。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。     

一种LTCC叠层耦合馈电圆极化微带天线的设计

设计了一种低温共烧陶瓷(LTCC)低剖面圆极化叠层耦合微带贴片天线.该天线采用层叠结构,在辐射基板正面采用分形的辐射贴片来降低天线尺寸并拓展带宽;在馈电层基板正面开“十字”槽,在其反面通过使用威尔金森功分器加移相器网络对“十字”槽馈电,使得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3 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60 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到5 dB.     

一种可用于5G点对点通信的宽频双极化阵列天线

本文设计了一款高增益宽频双极化天线。该天线采用多层辐射贴片的结构，拓展天线的带宽，并用一对正交分布的微带线直接馈电在辐射贴片上，增强天线极化隔离度，形成双极化特性。通过设计馈电网络，组成阵列后实现良好的带宽与定向辐射特性，并且具有良好的端口隔离度和辐射极化纯度。实测结果表明，小于-10dB的阻抗带宽为18.18%(5.0～6.0GHz),带内平均增益为15.5dBi,全频段端口隔离度小于-30dB,主瓣方向上的主极化电平与交叉极化电平相差40dB,带内增益波动小于3dB,具有良好的增益平坦度。该天线适合作为5G通信系统中的天线单元，具有实用价值。     

高隔离度双极化微带天线直线阵的设计

本文介绍一种新型的1×16双极化微带天线直线阵的设计.该天线采用双极化角馈方形贴片单元,阵列的垂直极化端口采用共面馈电,水平极化端口采用口径耦合,并在馈电网络中应用反相馈电技术.实验结果表明,天线二端口驻波比小于1.5的相对带宽分别达到15％和13.5％,两端口之间的隔离度在频带内高于33dB,最大达到43dB.本直线阵可用作星载综合口径雷达系统的天线子阵,便于与有源收发器件结合.     

C 波段双极化低旁瓣阵列天线

本文设计制作了一种高隔离度低副瓣双极化平板阵列天线,该阵列天线采用角锥喇叭作为辐射单元,以获得 高增益,馈电网络采用空气带状线,以获得较低的馈电损耗,利用探针对喇叭馈电,可获得较高的极化隔离度。在阵 列设计中,采用泰勒加权算法以获得-23dB 的旁瓣,同时利用反相馈电技术使阵列的交叉极化小于-30dB。仿真和实 测结果表明,在6GHz±200MHz 内,驻波小于2,天线增益大于23dB,交叉极化电平小于-30dB.     

X波段水平极化串馈微带天线设计

设计了一种用于连续波雷达的X波段水平极化阵列微带天线,天线阵列由中心馈电的微带贴片单元组成。采用行波串馈的形式,通过在天线两侧安装两块金属板,压窄了俯仰面的波束宽度,提高了收发天线隔离度。实测结果与仿真结果一致性比较好,在9.3～9.4 GHz的工作带宽范围内,驻波比小于1.35,副瓣低于-22 dB,收发天线隔离度大于60 dB。     

一种基于5G应用的圆极化微带相控阵天线

本文提出一款应用于5G频段,可实现方位面±40°波束扫描的圆极化微带相控阵天线。该相控阵天线单元是由矩形贴片、上下介质板、缝隙耦合馈电结构、金属反射板构成。利用切比雪夫综合法的一分八不等分功分器实现相控阵天线的馈电形式。测试结果表明,阵列天线的驻波比带宽为3.25 GHz～3.69 GHz,端口隔离度大于25 dB,扫描过程中增益最大为21 dB,增益衰落小于3 dB,最大扫描角处轴比为2.89 dB。该天线具有低剖面、高隔离度、高增益以及良好的波束扫描性能等优点。     

一种小型化宽频带天线单元的设计与研究

采用十字缝隙耦合、多层积叠贴片和双层馈电等技术,并选择双偏置微带线作为馈电,设计了一种小型化双极化宽频带微带缝隙天线。这些技术的采用拓宽了天线带宽,实现了良好的阻抗匹配。双层馈电技术减小了天线尺寸,并使天线的两个端口具有良好的隔离度。通过样品测量,驻波比小于1．5的端口相对带宽分别达40％和38．5％,工作频带内两端口隔离度（s21）大于25dB,增益最大值达9．1dB。该天线具有良好的性能并且工作于1710～2170MHz频段,可制作成天线阵应用于移动通信中。     

一种新型5G基站天线

本文基于注塑、电镀工艺设计了一种具有宽带、低剖面的双极化新型5G基站天线。该天线采用一分三微带功分器级联Y形金属探针给贴片进行馈电,该天线具有结构简单、低剖面、宽带、高隔离度等优点。在2.46-2.86GHz内回波损耗优于-25dB,三单元子阵增益大于11dBi,子阵内异极化隔离度大于-20dB,带内增益平坦度在0.5dB以内,该天线在5G基站大规模MIMO场景下具有较大优势。     

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。     

海事卫星通信海上宽带系统终端天线的设计

提出了一种应用于海事卫星通信海上宽带系统终端的圆极化叠层微带天线,该天线选用廉价FR4板、空气介质和对角线切角的正方形贴片组成叠层结构,采用不等功率四馈电技术激励主辐射贴片,展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽。文中给出了设计思路,并利用电磁仿真软件HFSS分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。结果表明:天线具有良好的性能,VSWR≤1.5的阻抗带宽测量值达23.4%(1453～1838MHz),轴比小于3dB的圆极化带宽仿真值达25.6%(1360～1760MHz)。在海事卫星工作频段内VSWR小于1.2,轴比小于1.5dB,增益大于9dBi。所设计的天线满足Fleet Broadband系统FB150业务的需求。     

一种新型双环宽带圆极化微带天线设计

针对微带天线存在固有频段窄、辐射效率低,且难以获得高增益的问题,设计制作了一种新型双环宽带圆极化微带天线。天线贴片单元采用由槽型环和带状环组成的槽带状结构。槽型环和带状环分别在频率较低部分和频率较高部分各提供一个最小轴比值,通过两个最小轴比值的适当结合达到明显的带宽增强效果。天线利用宽带巴伦结构进行馈电,有效增强了阻抗匹配。通过参数优化和实物制作,仿真与实测结果表明,该天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和3 dB轴比带宽分别达到了37%和29.8%,增益达到6.4 dB。     

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5 mm×3 mm,阻抗带宽为870~936 MHz,3 dB轴比带宽为900~918 MHz,最大增益为3.5 dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。     

一种新型双频双圆极化多波束天线的设计

设计了一种双频双圆极化多波束天线, 同时设计了工作在L 和S 两个频段的4×4 微带Butler 矩阵,采用该矩阵作为多波束天线的馈电网络,从而实现波束切换。为减小天线安装口径面积,垂直于天线阵面安装Butler矩阵,对整个系统进行仿真优化并进行驻波和方向图测试,结果表明:该多波束天线具有较低的插损且可以实现天线法线±60°范围内增益大于5dB 的波束覆盖,适用于要求高增益大角度覆盖的通信系统。     

Ku波段宽频带双极化微带天线阵的设计

提出一种新型双频(Ku/Ka)双圆极化平板缝隙天线.三层平行平板构成双层的径向波导, 缝隙对螺旋排布于最上层平板, 低频与高频缝隙对分别逆时针和顺时针排布, 对应实现右旋圆和左旋圆极化辐射.低频与高频段分别采用单根探针与多根探针的馈电形式.在组成高频径向波导的平板外围加上一圈金属通孔使低频馈电端口易于阻抗匹配.仿真结果表明:该新型双频天线在Ku和Ka频段最高的辐射效率达到60.5%和55.7%, -1 dB增益带宽分别为8.3%和6.2%, 具有较宽的轴比带宽以及较高的端口隔离度, 该天线具有很好的工程应用价值.     

一种三馈圆极化微带天线的设计与制作

提出了一种应用于无线局域网（WLAN）通信的三馈圆极化微带天线。天线在2300～2600MHz频带内实现圆极化辐射。天线馈电网络采用三功分馈电,增加了轴比带宽;馈电网络和附加的寄生贴片展宽了阻抗带宽;延伸天线介质衬底增大了波束宽度。仿真与实测结果吻合良好。测量结果表明,天线的阻抗带宽达到46.8%（VSWR〈2）,轴比带宽达到12.2%（AR〈3dB）。     

一种超高频射频识别读写器天线

本文提出了一种适用于我国UHF RFID读写器的宽带圆极化叠层微带天线,通过选用廉价FR4板、空气层介质和对角线切角的正方形贴片组成叠层结构,采用S型水平蜿蜒带条激励主辐射贴片的馈电方式,展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽.所提出的S型水平蜿蜒带条馈电技术,实现了对称的辐射方向性图.给出了天线设计思路,并利用电磁仿真软件分...     

一种小型化缝隙圆极化印刷天线

设计了一种小型化的方形缝隙圆极化（CP）平面印刷天线,该天线采用在方形缝隙的四个边上均加载尺寸相同的矩形缝隙,使其具有更低的谐振频率;在方形缝隙的任一个加载缝隙里插入与外围地相连的细金属带条以产生微扰,激励出一对相位差90°的差分正交简并模,从而辐射圆极化波。对天线模型进行了优化设计和实物加工,测试结果表明,缝隙加载后天线谐振频率降低了约10%,验证了该小型化措施的有效性;另外该天线在3%的带宽内轴比<3 dB,具有良好的圆极化特性。