Simulation Analysis on Applicability of Meta Material and PBG Based mm-Wave Planar Antenna for Advanced Cellular Technologies

Metamaterials have got a unique identification in the field of electromagnetic. Left handed metamaterials have been recognized through its working at high frequencies with larger bandwidth in antenna design. The author has proposed a multi substrates LH metamaterials with an array of split triangular antennas for wideband as well as for larger bandwidth. FR4 is being used at frequency 42 - 26 GHz with thickness of 3 mm for substrate and matching circuit is inserted to get high gain with minimum reflections. The number of rods in PBG is 100, which is found to get high return losses and ideal behavior of VSWR. Obtained results have been in good agreement such as S11 is approximately ﹣30 dB, VSWR 1.8 dB and the bandwidth enhancement is 2 GHz at frequency 5 GHz. All results are plotted using commercial software CST microwave studio (Version 2012) and MATLAB.

四阵元微带天线阵列试制与测试

将阵列天线放置于射电望远镜焦平面处,结合波束合成网络,可以同时观测一片天区,实现更大的视场覆盖。由于需要对各个阵元的幅度和相位进行调控,阵列天线实际就是一个小型相控阵,因此在做阵列设计时,除了需要结合反射面焦面场分布及望远镜拟实现的视场以外,阵列自身的性能验证可以参照传统相控阵进行。设计并加工了工作在1.27 GHz的2×2矩形排布的微带贴片天线阵列,阵元间距为0.7倍波长。经实测,各端口S11均在-10 dB以下,4阵元合成后波束增益为12.54 dBi,通过为对应阵元添加理论偏移30°的延时线,实测阵列的波束扫描角度为28.3°。上述实测数据与仿真结果相比虽略有差异,这和阵列加工及馈电端口焊接有关,但相关工作为之后更多阵元的阵列天线设计、研制及测试积累了经验,尤其对性能验证具有较高的指导意义。

大型天线罩小损耗测量的一种新方法

本文提出了大型整体天线罩小损耗测量的一种新方法,详细讨论了其测量原理和方法程序。给出了某天气雷达工程S波段8.54米天线12米罩子的传输损耗测量结果,测试结果良好。

双基地雷达天线方向图损失分析

分析了双基地雷达目标回波的概率密度分布与接收角的关系 ,并推导了发射机工作在电扫和机械扫描方式下的双基地雷达天线方向图损失公式。对不同的双基地几何配置条件下的双基地天线方向图损失曲线进行了仿真。仿真结果显示 ,双基地雷达的天线方向图损失比单基地的要小。

非合作双基地雷达发射天线扫描调制影响分析

在分析基于非合作脉冲雷达的机会探测系统特殊性的基础上,重点研究了发射天线在方位上机械扫描时,其天线波瓣图调制效应对系统相参处理输出信噪比的影响。为描述天线周期扫描对系统接收信号的调制规律,引入天线归一化场波瓣图的一般表达式,建立了直达波和目标回波信号的数学模型。然后,以理想条件下匹配滤波输出的最大信噪比为参考,推导了系统互相关处理后峰值输出的信噪比损失。最后,仿真分析了直达波和目标回波的信噪比变化对系统相参处理输出的影响,并给出了关于距离单元选择和接收机中频带宽设计的建议。

HT-7托卡马克上电子回旋辐射计及前端研究

介绍了安装在HT-7托卡马克装置上的电子回旋辐射外差诊断系统的原理;设计了一套测量系统,测量了石英玻璃和TPX材料在微波波段的插入损耗,为系统设计提供了必要的数据;研究了等离子体物理实验过程中在石英玻璃上沉积的膜的微波传输特性;测量了诊断系统的天线方向角,并分析了天线方向角给电子温度测量带来的影响。

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析。采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析。研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB。仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性。

基于信干噪比增益的自适应阵列抗干扰性能分析

针对自适应阵列现有的抗干扰性能评价指标存在权系数伸缩敏感,难以直观反映后续信号处理性能等缺点,在现有性能指标分析基础上,提出了信干噪比(SINR)增益指标,并给出了均匀线性阵列SINR增益的解析表达式.新指标具有明确物理含义,可方便比较不同空域滤波器的抗干扰性能,并定量反映抗干扰后续的信号处理性能.仿真实验结果验证了提出新方法的有效性.

具有频移特性的方向图可重构的天线设计与实现

在通信系统快速发展的今天,系统中需要的天线数量也在大幅增加。为了提高通信质量、降低成本、减轻重量以及实现良好的电磁兼容特性,可重构天线的概念应运而生,并在天线研究领域受到了广泛关注。通常情况下,方向图可重构天线的设计方法是依赖相控阵天线原理实现的,但是制作的天线体积较大而且结构复杂。本文提出一种结构新颖的方向图可重构天线,该天线能够工作在WLAN频段,仿真结果表明该天线在工作频段内具有良好的回波损耗特性以及较高的增益,能够满足通信系统的应用需求,且具有结构简单、重量轻、剖面低、易于制作的优点。

高测绘速率下合成孔径声呐孔径损失分析

在收发分置和信号传播期间内平台横向移动的影响下,发射阵发射信号时与接收阵元接收信号时的方位向天线方向图之间存在一定间隔,从而导致合成孔径的损失。为度量合成孔径的损失情况,论文建立了孔径损失模型,分析了典型参数下发射阵在两端和中间时的有效合成孔径长度和距离上盲区特征,并对典型SAS系统的孔径损失和距离上盲区进行了仿真分析,最后提出了发射阵优化布置方案。

脊形波导缝隙天线的共形FDTD分析

采用一种改进的局部网格共形时域有限差分法(FDTD)对脊形波导宽边缝隙天线进行数值分析,该方法部分修改磁场的迭代方程,提高了计算精度。给出了计算所得到的波导缝隙天线阵单元的回波损耗参数(S11)和方向图,通过与实验结果相比较,两者吻合得较好,从而证明了该分析模型和计算方法的正确性与有效性。

一种新型小型化三频微带天线的设计

设计了一种可用于无线局域网/无线城域网(WLAN/WiMax)频段的小型化三频微带天线。该结构形似太极鱼,在鱼眼附近同轴馈电,并利用贴片上的一条矩形缝隙,既可实现阻抗匹配,又可使天线在贴片外边界3个位置产生谐振,进而实现在3个频段内同时工作。通过电磁仿真软件HFSS对天线进行仿真,结果表明,该天线在中心频点为2.45GHz,3.95GHz和5.25GHz处的回波损耗分别为29.7dB,29.2dB和27.4dB,天线性能良好。同时天线整体尺寸只有0.24λ×0.18λ(λ为频点2.45GHz时的自由空间波长),具有小型化的特点。该天线尺寸小且结构简单,具有良好的应用价值。其中2.45GHz和5.25GHz可用于WLAN频段,3.9GHz可用于WiMax频段。

一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线研究

本文研究了一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线。采用单层介质基板,设计了一种微带线-槽线-共面带状线的巴伦结构,天线辐射部分采用指数渐变的Vivaldi天线,设计的馈电巴伦和天线辐射结构方便连接,整个天线具有结构简单、易于设计的优点。采用全波电磁仿真技术,对微带线-共面带状线巴伦进行优化设计,使之满足天线辐射器的阻抗匹配要求。仿真结果表明,在2. 5～3 GHz的频率范围内,设计的天线回波损耗约小于-10 dB,增益大于4 dBi,具有较高的效率。对设计的天线进行了加工和测试,结果表明了设计的有效性。本文设计的Vivaldi天线可用作相控阵天线的单元,具有实际工程意义。

一种小型的“Y”形超宽带天线

提出了一种以微带线馈电的小型“Y”形超宽带天线，尺寸为30mm×30mm。天线由“Y”形辐射贴片，双“8”字形谐振片以及带矩形槽的接地面三部分构成。利用三维电磁仿真软件对天线的回波损耗、增益、方向图等参数进行了仿真，达到电压驻波比（VSWR）〈2的频带范围为3．06～13．89GHz，频带宽度达到了10．83GHz，并且天线显示出较好的全向辐射特性，天线的结构简单，易于制作，可用于超宽带通信系统。

星载5G小型化天线的设计与分析

针对卫星通信中5G天线安装空间和结构尺寸存在限制的问题,文中基于梯形振子结构和L形弯折方式实现了星载5G天线的小型化设计。通过将对数周期天线的振子由矩形转变为长度更短的梯形,采用两个梯形结合1个90°扇形结构进一步合成该天线,优化振子结构,实现天线尺寸的横向缩减和小型化设计。文中将所设计天线应用于某型卫星平台中,研究不同摆放位置下的天线耦合度。结果表明,相较于传统结构,该小型化LPDA的横向尺寸从90 mm缩小到了65 mm,拥有更好的端口阻抗匹配特性和辐射性能,可以较好地满足5G卫星通信中载荷紧凑化、轻量化和频带集约化的应用要求。

回波损耗补偿在低频段天线测试中的应用与验证

采用间接时域测量技术测试低频段天线时,测试带宽受到天线工作带宽的限制,导致距离分辨率差、无法精确加门,针对这一问题第一次提出利用回波损耗补偿进行带宽扩展的方法,即使扫频带宽大于天线的工作带宽,在后期的数据处理中,将天线的回波损耗补偿到其频域响应上,补偿后的值与天线在整个扫频带宽内无反射、入射能量全部辐射到自由空间时的频域响应相等,达到带宽拓展的目的。对所提出的方法进行了数学模型推导,并在HFSS和Matlab中进行了仿真验证,结果表明经过回波损耗的补偿修正,所得到的方向图与标准方向图相吻合。

共形时域有限差分法在不同形状微带贴片天线特性分析中的应用

应用共形时域有限差分法(CFDTD)对不同形状微带贴片天线的特性进行了有效的分析。为了提高计算精度,对天线激励源、导体贴片等组成部分进行了预处理。通过对时域结果的傅立叶变换,得到与频率有关的天线特性参数。实际制作并测试了五角形和椭圆形贴片微带天线的反射损耗和辐射场方向图,并与CFDTD仿真结果进行了比较。结果吻合良好,表明该方法对复杂微带天线的分析非常有效。

半环天线仿真建模及其性能测试分析

半环天线是车载短波常用天线之一。利用HFSS仿真软件对半环天线进行了基础建模,对该天线的反射损耗曲线和4个不同频率点的方向图进行了仿真,分析了不同频率对方向图的影响。利用实测数据对比分析了半环天线和三环天线的通信性能,实验结果表明半环天线能有效克服短波通信中的近距离盲区。

三线式短波宽带天线仿真分析及性能测试

针对常规短波天线的不足研制了一种三线式短波宽带天线。首先利用仿真软件HFSS对该天线进行了基础建模,然后对该天线在平拉架设和倒V架设时的反射损耗曲线和四个频率的方向图进行了仿真,分析了倒V架设时不同仰角对频率方向图的影响。最后利用实测数据对比分析了该天线和双极天线的通信性能,该天线具有通信范围广、增益高、辐射范围大等优点。