易与空气板线馈电网络结构一体化的天线单元设计

空气板线馈电网络由于具有损耗小、耐功率高、幅相控制容易等特点而广泛应用于平面阵列天线中.天线辐射单元与空气板线馈电网络结构一体化,结构紧凑、集成度高,便于制造和装配,可大大降低成本和周期.文中介绍了两种天线单元形式及仿真结果,给出了一种天线单元及由其组成线阵的试验结果,表明其具有良好的性能,满足实际使用要求.其设计思想具有良好的扩展性.     

一种容性馈电宽带微带天线的设计与分析

通过使用容性馈电贴片、短路面和短路探针,设计并分析了一种宽带微带天线。该天 线的相对带宽达到47.3% (S11＜-10 dB),频段覆盖16～2.59 GHz。 工作频段内的3个谐振频率形成了足够大的带宽。仿真结果表明,容性馈电贴片对辐射贴片 表面电流的耦合效应会影响天线的性能,通过调节短路探针的位置可以获得稳定的辐射方向 图。该天线的工作频段和特性符合无线通信系统应用的要求。     

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。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

一款车载型天通卫星通信天线

对叠层结构的微带天线采用四端口直接馈电和空间耦合馈电的方式，设计了一种车载型天通卫星通信天线。通过引入寄生单元，大幅度提高了天线的低仰角增益和轴比特性，使其远场方向图呈现宽波束圆极化辐射特性和优异的前后比。天线还集成了天通卫星上下行频段射频收发通道，射频电路的上下行频段间隔离度高，带外抑制和噪声系数性能优异，附加效率和输出功率高。天线可在复杂电磁环境和恶劣的野外环境下保证强劲的移动通信和数据传输能力。     

椭圆微带圆极化天线的特性和设计

本文综合了最近几年国内外有关微带天线的资料。简要地介绍了微带天线的优缺点和微带圆极化天线的种类。详细地叙述了椭圆微带圆极化天线的特性,包括辐射场、阻抗、方向性系数、椭圆长轴与频率的关系式和设计方法。设计和实验了这种天线,实测结果与现有资料比较,天线性能良好。     

一种新的超低剖面数传电台天线

基于由低介电常数电介质组成的平行板电容加载，设计了一种新颖的数传电台天线，运用新型馈电结构和加载方式将天线的总高度限制在0.015λ0（460 MHz真空波长）以内，水平方向全向辐射，具有良好的应用前景。该天线工作频率为460 MHz，极化方式为垂直极化。电磁仿真结果表明，天线谐振频率处的反射系数在-20 dB以下，天线在水平方向上的增益均值高于1.5 dBi，在水平方向上全向辐射。该天线在工作频率上具有良好的辐射效果。     

一种高增益微波光子天线阵列的设计

设计了一种中心频率为20 GHz的8单元微带光子天线阵列,利用微波光子技术解决了传统微波技术在高频、宽带等方面的问题。天线单元为矩形微带贴片天线,馈电网络采用具有λ/4阻抗匹配枝节设计的多级T型等分功分器。采用光子上变频技术产生20 GHz的微波信号,光载微波信号经光纤传输后由阵列天线发射。利用三维高频结构电磁场仿真对该天线阵模型的搭建和优化进行仿真,结果表明天线阵仿真阻抗带宽为1.15 GHz,在带宽内最大增益为13.6 dBi。将天线阵列应用到微波光子系统发射端,测量结果表明,最大增益可以达到6.92 dBi。该天线阵列性能良好,可广泛应用于未来移动通信网络覆盖领域。     

一种单层双频宽带GNSS测量型天线设计

基于单介质层结构,设计了一款双频宽带全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线,天线采用单层高性能轻质复合材料作为双频微带天线共用的辐射介质基板。双频辐射贴片单元采用共面齿轮结构设计,并在天线单元外围设置一系列短路销钉来有效改善天线轴比带宽、低仰角辐射增益等参数,四馈点馈电技术和宽带耦合相移馈电网络的应用保证了天线相位中心稳定度更加可靠。设计结果表明,该双频天线单元大于等于5 dBi的辐射增益带宽均大于245 MHz,高低频3 dB轴比带宽分别为-76°~76°和-116°~116°,低仰角90°增益滑落均小于11.5 dB,经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。实测频谱显示,该天线工作频段覆盖目前在运行的四大导航系统全部工作频点,较好满足GNSS精确测量与定位系统终端设备应用需求。     

新型宽波束圆极化天线--微带介质天线

通过在微带天线中引入介质天线原理，提出了一种以简单方式展宽微带天线波束和提高低仰角增益的新方法，从而发明了一种新型宽波束天线－微带介质天线。该天线具有极宽的波束、较高的低仰角增益和波束范围内有较好的圆极化性能等特点。文中给出了天线的原理、设计公式和实验结果。     

可用于物联网的高隔离度双频MIMO天线

设计了一种高隔离度双频多输入多输出（MIMO）天线,该天线覆盖2.4 GHz和5 GHz无线局域网频带,可以应用于移动物联网之中。天线包含两个相同的辐射单元天线,采用微带馈电的方式进行馈电。单元天线使用单极子天线作为基本辐射器,其包含一根长的和短的单极子天线,分别谐振在低频和高频频段。通过在两个单元天线中间加载T型隔离器提高了单元天线之间的隔离度。天线的辐射振子、馈电以及T型隔离器都印刷在同一块微波板材上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,该天线在1.9~2.8 GHz以及4.7~6.2 GHz频带范围内能实现良好的双频工作特性,天线隔离度近20 dB,可以广泛应用于物联网系统中。     

大垂直口径天线俯仰波束赋形设计

给出了一种大垂直口径天线俯仰波束的优化设计过程。大垂直口径天线由10个辐射阵元 构成,可以看成为一个阵列。为使天线的辐射波束达到给定的波束要求,提出了一种改进 的遗传算法及其目标函数模型,对各辐射阵元的馈电幅度和相位同时进行优化。计算结果显 示,天线能够产生满足设计要求的俯仰波束。通过全波电磁仿真软件HFSS进行了验证,仿真 结果与计算结果吻合,证明了所提方法的有效性和实用性。     

共面波导馈电的宽带天线设计

介绍了共面波导天线的性能、设计原理,分析了各个参数对天线性能的影响,通过优 化半椭圆辐射贴片的长短轴半径,设计了一种结构简单的共面波导馈电的小型超宽带天线, 覆盖频段为2.9～10.8 GHz。在此天线的基础上,采用在天线辐射贴片底端依次刻蚀三 组矩形 凹口的措施,使得天线的带宽得到进一步的展宽,覆盖了3～31 GHz频段,阻抗带宽超 过10∶1。加 工了实物并进行了测试,测试结果与仿真结果吻合较好,表明这种展宽带宽方法的有效性。 该天线结构简单,尺寸小,便于集成在多种移动通信系统中。     

串联邻近耦合馈电微带天线阵列的设计

针对高增益、高效率的微带天线需求，将邻近耦合馈电引入串馈微带阵列，提出两种串联谐振微带天线阵列设计。首先研制出1??16元低副瓣串联天线阵列，工作频率35 GHz，测试得到增益为17.3 dBi，带宽4.3%，副瓣电平-17.6 dB。在上述馈电方式中引入U型谐振器及馈电缝隙，提出一种串联邻近耦合馈电的双频正交极化天线阵列，中心频率分别为4.5 GHz和5.0 GHz，两个频带内带宽分别为5.0%和7.8%，隔离良好，中心频率处增益为7.6 dBi和8.2 dBi。这种馈电方式便于组成高效率的大阵列，同时具有良好带宽，在实现多功能共口径阵列中具有独特优势。     

一种交叉馈电微带阵的研究

本文根据不均匀的微带传输线中的寄生辐射理论,研究了微带开路端的辐射性质,并应用它组成面阵微带天线。对两种实验性微带天线阵的测量表明,交叉结构馈电方法和阵元设计相结合,可在一定范围内灵活控制口径场的分布,达到控制天线辐射波束参数的目的。根据所测量微带天线阵的性能,在满足一些跟踪、定位和测距装置的小型化结构上,有实际应用价值。     

一种单层贴片式双频双极化滤波天线

设计了一种单层式跨频段双频双极化滤波天线。该天线在同一平面上的高频低频辐射贴片共用一个馈电端口，且均可以在两个垂直方向馈电实现交叉方向的线极化辐射。该天线通过在馈电点与低频辐射贴片之间插入一个低通滤波器，明显提高了高频辐射贴片的交叉极化隔离度。研究结果表明，带滤波结构的天线在两个频率点的反射系数小于-20 dB，4.9 GHz的最大增益大于4.8 dBi，26 GHz的最大增益11.7 dBi，〖JP2〗两个辐射频率的辐射方向图均体现良好的线极化特性，且主极化比交叉极化大20 dBi。该天线可作为未来微波与毫米波共用的5G通信终端天线或5G通信基站的MIMO天线阵元，相关技术和结论对于研制一体化集成的双频交叉极化相控阵天线也有重要参考价值。     

快速扫描毫米波单脉冲天线设计

采用极化扭转式卡氏天线、四喇叭馈源和波导混合环式和差网络实现了8mm波快速扫描单脉冲天线。给出了天线各部分的设计、公差分析和仿真。由于设计时进行了详细的公差分析，样机几乎未经任何调试，便全面满足设计要求，主要指标与仿真结果非常吻合，表明给出的设计方法和公差分析对工程设计有较强的指导意义。     

微带天线

近年来,随着对轻量、小尺寸、共形和价格低廉的天线需求的日益增长,使得在微波天线技术中出现了一个新的分支,这就是微带天线。微带天线可以装在火箭、飞机和其它物体上,同时又不致破坏飞行体的空气动力学特性。目前大尺寸印刷电路工艺的进展,对微带无线的发展起着重要的作用。微带天线具有制作简单,性能稳定,结构紧凑坚固,而且可以以任意极化方式工作等优点,从而引起专家们的注意。目前,已制作了各种形式的单阵元微带天线和阵列微带无线,并在着手完善其制作工艺和解决类似天线的一系列重要理论问题。     

基于粒子群算法的低副瓣天线阵列的设计

文中基于粒子群算法,在考虑单元天线之间耦合因素下,通过对一个8元直线阵的辐射单元馈电幅度进行优化,实现了天线方向图的低副瓣性能;天线实验样件的测量结果与仿真结果一致性好,进而说明了该方法是有效的。     

基于UC-EBG的吸波结构设计及其在微带天线中的应用

在共面紧凑型光子晶体结构(Uniplanar Compact Electromagnetic Bandgap,UC-EBG) 基础上加载集总电阻,设计出一种新型吸波结构,并分析了其吸波原理。将其加载于 微带天线,用于减缩天线带内雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。仿真结果表明, 在谐振频点,该吸波结构的吸波率达到998%。加载该结构后,天线的辐射性能基本保持不 变,而对于垂直入射的TE波和TM波,其带内RCS分别减缩了26.22 dB和15.08 dB。 实测结果与仿真结果较为吻合,证实了该结构可以减缩微带天线的带内RCS,从而提高其带 内隐身性能。