一种W—V型宽带微带天线的设计与仿真

提出一种新型的宽带微带探针馈电贴片天线。天线采用空气介质层,在W形接地板顶端利用同轴探针馈电V形贴片电线,这种设计使探针在介质基板中长度较短,产生的电感较小,同时增加了介质基板的厚度,因此使天线得到较大的工作带宽。选择合适的天线尺寸,通过仿真软件HFSS测出的阻抗带宽（VSWR≤1．5）达到48．6％,覆盖2．12GHz-3．48GHz（S波段）频率范围。     

宽波束圆极化微带天线设计

为了提高天线导航信号的有效覆盖面积,研究了应用于全球卫星定位系统(GPS)的宽波束圆极化微带天线。采用四个半径不同的非对称扇形切角实现天线辐射方向图的宽波束特性,天线的整体尺寸为0.395λ0×0.395λ0×0.016λ0(λ0为天线中心频率1.575GHz对应的工作波长)。应用商用仿真软件HFSS对天线进行了仿真设计,结果表明,该天线的圆极化带宽为13MHz(1.566~1.579GHz),阻抗带宽为78MHz(1.556~1.634GHz),增益大于5.9dBic,天线在中心频率1.575GHz时方向图的3dB轴比波束宽度为165°。在仿真设计的基础上,制作天线的工程样机,样机测试结果与设计结果吻合良好,说明了设计方法的有效性。     

基于角度分集的机载超宽带MIMO天线设计

为了提高机载通信设备信道容量和进一步减小天线安装空间,提出一种采用角度分集技术的超宽带（UWB）多输入多输出（MIMO）天线。该天线将Vivaldi天线和超宽带槽天线进行了集成设计,无需采用解耦结构便可获得较高的端口隔离度,大大提高了数据传输率。通过在Vivaldi天线辐射臂上开一对方形缝隙和在介质板背面增加长方形辐射贴片,可以有效减小天线的尺寸,设计的UWB-MIMO天线尺寸为36 mm×36 mm×0.8 mm。给出了天线的设计流程,加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明MIMO天线具有超宽的阻抗带宽,可以覆盖整个3.1~10.6 GHz超宽带频段。Vivaldi天线阻抗带宽为2.8~15.9 GHz,UWB槽天线阻抗带宽为1.8~12.7 GHz,天线端口隔离度均在-10 dB以下。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和机载阵列天线系统中。     

一种低副瓣波纹喇叭天线的设计与实现

文章设计了一种高斯分布的波纹喇叭天线,具有增益高、转换效率高、交叉极化低、相位中心不随频率变化的特点。该天线采用正交馈电,结构简单紧凑,以双线极化或圆极化方式工作。根据天线设计参数,建立了天线模型,进行了优化设计。仿真和实测结果表明,天线在频率34～36 GHz范围内,增益大于20dBi,方向图在E面和H面具有良好对称性,副瓣电平不大于-26 d B,驻波比小于1.5,整体性能满足工程应用要求。     

一种新型超宽带紧耦合天线阵列设计

针对紧耦合天线阵列（Tightly Coupled Array,TCA）安装于飞机、导弹、舰船等平台时接地板严重影响其阻抗带宽的问题,将栅格形阻性频率选择表面与交指型偶极子天线单元相结合,设计了一种新型多层结构的超宽带TCA。采用CST对加载与未加载栅格形阻性频率选择表面时TCA的性能进行了比较分析。结果表明：未加载时,受接地板影响其最佳阻抗带宽（VSWR〈2）为4．5：1（2．1～9．5GHz）;加载后,TCA可克服接地板的影响,其阻抗带宽可达10．4：1（1．8～18．8GHz）。     

新型超宽带共面波导结构天线的设计

设计了一款共面波导馈电的新型超宽带平面天线,该天线印刷在介电常数为4．4的FR4覆铜介质基板上,尺寸为20mm×30min×1．2mm,利用仿真软件HFSS对天线参数进行优化仿真。调节辐射贴片上各枝节的长度与宽度,通过不同谐振点的耦合来展宽频带宽度,可实现天线频带宽度为3-11．7GHz（S11〈-10dB）,相对带宽达到119％。按照优化尺寸对天线进行加工,实测数据与仿真值基本吻合。结果表明,该天线不仅可以实现超宽频带,而且结构简单,尺寸小,易于集成。     

基于宽带滤波巴伦的端射滤波天线

端射天线是一种辐射方向与阵轴的方向一致的天线,因为其具有良好的方向图特性,通常应用在军用雷达探测系统用来解决“盲区”问题。端射天线和滤波器之间由于匹配电路的存在导致系统尺寸较大、损耗增加。将端射天线和滤波器作为整体器件设计成端射滤波天线,端射滤波天线不仅具有辐射、阻抗匹配、滤波和平衡转换功能,而且可以减小电路尺寸,使系统结构更加紧凑。文章通过采用闭合环谐振器设计一款结构紧凑的多层宽带滤波巴伦,并将宽带滤波巴伦和准八木天线进行集成,设计出了一款中心频率 2.5 GHz的端射滤波天线。该滤波天线具有频率带宽较宽、频率选择性高、带外抑制好、结构紧凑等特点。     

基于噪声匹配的有源接收天线设计

为了提高接收天线的增益和灵敏度,采用将天线与低噪声放大器集成到一起设计的方案,将天线的输出阻抗作为放大器的源阻抗,省略了天线与放大器之间的阻抗匹配网络。通过调节天线馈电系统的尺寸调节天线阻抗,使其等于放大器的最佳源阻抗。利用HFSS仿真软件计算天线的辐射特性及阻抗,用ADS Designer软件对低噪声放大器进行优化设计。利用2SC5507晶体管设计了一个工作于2．0GHz的与低噪声放大器集成在一起的缝隙耦合微带天线,所设计的噪声系数为1．664dB,放大器增益为16．75dB。     

K频段双极化卫星通信接收相控阵天线

当前卫星互联网建设迅速推进,针对低轨卫星通信对终端天线跨星波束切换、低成本、低剖面应用需求,提出了一种K频段圆极化可切换接收相控阵天线。采用“双线极化天线+旋转馈电+移相控制”实现天线圆极化设计,将相控阵天线层、电源层、控制层、功合网络层和芯片层等多层PCB一体化集成,研制出64阵元的接收相控阵天线。测试结果表明：该天线工作频段为18.5GHz～20.0GHz, G/T值为-7.82dB/K,可实现±60°扫描,天线厚度为3.3mm。相比传统砖式相控阵天线,该相控阵天线剖面低、质量小、扩展性好,对卫星通信终端天线发展具有重要意义。     

大型可展开天线太空结构频率预测

由于空间大型可展开天线口径较大,在地面模拟太空环境难度高,使得直接在天线原型上进行性能测试非常困难或不可能。为了解决该问题,提出了一种“两步法”,利用空间大型可展开天线的缩比模型进行地面性能测试,以预测天线原型在太空中的工作性能。据此对周边桁架可展开天线太空工作的结构固有频率进行性能预测研究,首先推导了结构固有频率的相似准则,然后考虑结构参数畸变的影响,得出其相似性经验公式,最后研究了温度变化对结构频率的影响,得出了预测大型天线太空工作性能的经验公式。仿真结果验证了该方法的有效性,该方法可应用于其他空间结构的设计和性能预测。     

Textile antennas: effects of antenna bending on input matching and impedance bandwidth

How the performance of wearable textile antennas is affected on the antenna bending is described herein. The authors focus on the resonance frequency fluctuation and input-match bandwidth variation due to the antenna bending. The results are given for three different antennas, namely, a conventional patch, EBG, and dual-band U-slot antennas     

Small Ku-band phased array antenna system

A four-element phased array antenna prototype with varactor tuning has been constructed. The design employs aperture-fed quarter-wave patch elements and loaded-line phase shifters, having a phase adjustment range of about 50/spl deg/, which enables beam steering up to 13/spl deg/ from the array boresight. The system is suitable as a building block for larger arrays and shows as such a maximum gain of 7.7 dBi and an impedance bandwidth of 1 GHz. The sidelobe level is better than -13 dB. Problems encountered include parasitic resonances which disturb matching, and partially deteriorate the radiation pattern. Additionally, mechanical manufacturing tolerances of the microstrip boards were not always adequate, whereby a 6% shift in the center frequency, some impedance errors, and phasing inaccuracies were observed.     

混杂组元低频吸波阵列层板复合材料的吸波性能

采用电磁仿真运算的方法设计了方形和十字形混杂组元低频吸波阵列,采用模压工艺制备了基于混杂组元低频吸波阵列的吸波层板复合材料。研究了各单组元阵列本征吸波特性随单元结构变化的规律和混杂组元低频阵列本征吸收带的叠加效应。吸波性能测试结果表明,不同形状阵列单元的混杂可以有效拓宽阵列的本征吸收带宽,方形和十字形混杂组元阵列为双峰吸收阵列,吸收峰频率分别为3.1与4.5 GHz。混杂组元低频阵列的引入可以有效改善层板低频吸波性能,5 mm厚吸波阵列层板的反射率在2~6 GHz范围内-4.7 d B,6~16 GHz范围内-7 d B,阵列吸波层板的宽频吸波性能显著优于传统的阻抗渐变型吸波层板,阵列吸波层板力学性能与树脂基复合材料层板相当。     

Design and characteristics of a multiband communication satelliteantenna system

Feasibility studies on a multiband communication satellite antenna system and the key technologies involved in devising this system are described. The proposed multiband communication satellite utilizes four frequency bands: Ka (30/20 GHz), Ku (14/12 GHz), C (6/4 GHz), and S (2.6/2.5 GHz). It has six beam configurations, three multibeam and three shaped-beam. The following key technologies are presented: (1) a low-loss frequency selective subreflector (FSR) for compact feeds, (2) a low-loss and broadband frequency selective surface (FSS), and (3) a highly accurate and reliable mesh reflector     

单脉冲双极化天线阵列设计

文章研究了单脉冲双极化天线阵列。天线阵混合馈电微带单元由共面微带线馈电和缝隙耦合微带线馈电两者结合形成,"十"字形微带单脉冲比较器与天线阵同面,具有结构紧凑、加工方便和成本低的优点。经仿真验证,在工作频带内其辐射单元双端口隔离度高于34dB;并且2个极化端口在其对应主平面方向的副瓣电平均低于-20dB。天线可适用于新一代多极化雷达系统。