基于相位梯度超表面的高增益透镜天线设计

针对汽车雷达系统对长距离目标探测需求,完成了一款小尺寸、高增益的透镜天线设计。通过相位梯度超表面结构对透射电磁波的相位进行补偿,将馈源辐射的准球面波变换为准平面波,从而实现天线增益的显著提高。仿真结果表明设计的超表面结构对垂直入射的平面波具有良好的聚焦效果,透镜天线的平面尺寸仅为14.4 mm×14.4 mm,在77～81 GHz频率范围内天线的增益均大于17.5 dB,最大增益能够达到18.25 dB。与未加载超表面的天线相比,该天线的增益在工作频率范围内平均提高了约10 dB。与其他车载雷达天线相比,该天线尺寸更小,结构更加简单,能够更好地集成在车载雷达系统电路中。     

基于SIW的宽频带喇叭天线设计

设计了一款具有宽频带高前后比的基片集成波导H面喇叭天线。该天线通过在基片集成波导喇叭的口径前端加载半圆形介质基片和半圆形金属片结构,实现了天线阻抗带宽的展宽及天线前后比的提高,此时天线整体尺寸为16λ×32λ mm。仿真结果表明,天线S11＜-10 dB的频率范围为228～282 GHz,相对带宽达到21%;在23～26 GHz的频率范围内,天线前后比始终大于13 dB,天线最大增益能够达到122 dB,且在较宽频率范围内天线增益保持稳定。相较于其他基片集成波导喇叭天线,该天线结构更加简单,具有更好的带宽、增益及前后比。     

一种用于Ku波段角锥天线方向性增强的结构设计

为了提高传统角锥喇叭的增益性能,设计了一种基于相位补偿方法的外置结构。从中心频点处的相位分布出发,通过在传统角锥喇叭口径面上外置镂空的同心圆柱,改善相位分布,从而实现频段内各个频点的相位补偿。选择Ku波段角锥喇叭天线作为初始模型,使用Ansoft公司的三维电磁仿真软件HFSS对外置加载结构进行仿真优化验证。仿真结果表明该天线在13～17 GHz频段内的增益平均提高了2.99 dB,中心频率处的增益提高了3.27 dB。与采用双负媒质结构的方法对比,可以实现更好的方向性。