On the Design of Slot Cut Circularly Polarized Circular Microstrip Antennas

Circularly polarized microstrip antenna is frequently realized by cutting the slot inside the patch and feeding it along the diagonal axis. In the reported literature, procedure to design them at any given frequency is not available. In proposed work, circularly polarized slot cut circular microstrip antenna at 900 MHz is discussed. By studying the surface current distributions at two orthogonal modes, formulations in their resonant length are proposed. The frequencies calculated using them closely agree with simulated results. Using proposed formulation, procedure to design circular polarized antennas at different frequencies is presented that gives circular polarized response. Thus, proposed work will be helpful to design similar circular polarized circular microstrip antenna at any desired frequency.

Tri-Band Parallel Slots Loaded Circular Disk Patch Antenna for C and X-Band Applications

This paper presents the tri-band slot loaded patch antenna for mobile communication. The antenna consists of parallel slots loaded circular disk with defected ground structure antenna (DGS). The antenna without DGS, acts like wide band antenna and bandwidth is 34.45% (3.47 - 4.92 GHz) with maximum gain of 4.97 dBi, which can be used in WiMax application. This structure has the following advantages: 1) co-axial feeding technique, which is very simple as compared to other feeding technique, 2) simple and cost effective and 3) it is more efficient than the antenna without DGS. This antenna has been analyzed using IE3D simulation software.

3D打印圆极化三角形微带天线设计与制作

针对普通单馈电圆极化微带贴片天线加工过程中对切角尺寸精度要求高的问题,提出一种3D打印的圆极化三角形微带贴片天线的设计和制作方法。与传统贴片切角或贴片中心开非对称槽实现圆极化的方法不同,该方法通过在介质基板上应用3D打印嵌入十字形槽实现圆极化辐射,研究结果表明,天线的阻抗带宽为7.3%(2.38 GHz~2.56 GHz,回波损耗小于-10 dB),圆极化带宽为1.2%(2.44 GHz~2.47 GHz,轴比小于3 dB),由于介质基板上的开槽尺寸远大于贴片切角尺寸,因此降低了对开槽尺寸的精度要求,提高了设计的灵活性。

卫星导航终端小型化开口缝隙螺旋天线

研究了一种小型化卫星导航终端开口缝隙螺旋天线。天线主体为四条宽度渐变的开口缝隙螺旋臂,蚀刻在外表面覆铜的介质基板围成的方型结构上,由印制于介质基板内表面的微带线结构馈电网络进行耦合馈电;馈电网络由底面回形结构和侧面逐渐向上变宽的折形结构组成,使用同轴线接头在天线底部对其馈电。天线总体尺寸为26 mm×26 mm×29 mm,实测结果表明:|S_(11)|≤-10 dB的阻抗带宽为7.88%(1.523 GHz~1.648 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为20.26%(1.490 GHz~1.826 GHz),在北斗B1频段中心频率(1.561 GHz)、GPS L1频段中心频率(1.575 GHz)和GLONASS L1频段中心频率(1.602 GHz)处增益分别达到3.33 dBi、3.18 dBi和2.79 dBi。该天线采用开口缝隙螺旋结构,通过简单的馈电网络串行耦合馈电实现天线的圆极化,在较小尺寸情况下实现了较宽的带宽和较好的增益。

交叉耦合馈电的小型化八臂缝隙螺旋天线

研究了一种应用于卫星导航终端的小型化交叉耦合馈电八臂缝隙螺旋天线。八条缝隙螺旋臂作为天线的辐射单元,蚀刻在FR4介质基板构成的方形柱状结构的外表面。馈电网络为上、下相互正交四分之三圆环的交叉偶极子微带线结构,延伸至了外表面且实现了交叉耦合馈电。天线尺寸为0.082λ0×0.082λ0×0.130λ0(λ0为中心频率1.561 GHz对应的自由空间波长),实测结果显示,|S11|≤-10 dB的阻抗带宽为1.554 GHz~1.591 GHz,3 dB轴比带宽为1.535 GHz~1.594 GHz。在北斗卫星导航系统B1频段中心频率(1.561 GHz)和全球定位系统L1频段中心频率(1.575 GHz)处的增益分别达到了2.56 dBi和2.75 dBi。该天线采用八臂缝隙螺旋和交叉偶极子臂耦合馈电相结合的结构,实现了较好的圆极化性能,同时具备宽频带和小型化的特点。

S频段阿基米德锥柱螺旋天线设计

根据卫星S频段测控系统通信需求,设计了S频段宽频带高增益圆极化的阿基米德锥柱螺旋天线。通过四分之一波长同轴缝隙巴伦完成信号的平衡-不平衡转化以及宽带阻抗匹配。双臂阿基米德天线可以很好地提供圆极化特性,作为锥台的FR4材料除了为天线提供支撑,也有效地完成了增益与波束宽度的控制。实测天线在收发频段内驻波比小于1.5,±70°范围内增益大于0 dBi,轴比小于5 dB,可有效地实现测控天线的收发复用功能。

具有解耦结构的宽带定向双圆极化天线设计

本文设计了一种具有宽带特性的定向双圆极化天线。该天线具有三层结构:辐射层、反射层和解耦层。辐射层为矩形驱动贴片以激励U型缝隙产生圆极化辐射,天线通过两个对称的微带馈电端口可分别实现左旋圆极化和右旋圆极化。反射层为放置于天线正下方的金属板以实现定向辐射,但是这导致了天线轴比和端口隔离度性能下降。针对这一问题,在辐射层U型缝隙处倒角和开缝以改善轴比带宽,并在辐射层上方加载了刻蚀周期分布的寄生贴片解耦层以改善端口隔离度。仿真和测试结果表明,天线的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为1.59 GHz~7.79 GHz(132.1%)和2.75 GHz~5.78 GHz(71%),天线的端口隔离度在工作频带内均小于-10 dB,峰值增益达到8.1 dBi。

用于橡胶轮胎微波硫化的全向缝隙天线设计

为了实现橡胶轮胎内部的微波硫化,本论文设计了一种5.8 GHz全向圆波导缝隙天线,该天线平行于胎侧,放置于橡胶轮胎内部中心位置,并利用矩形波导TE 10-圆波导TM 01模式转换器实现所需微波模式的馈入。利用CST三维电磁仿真软件对其进行建模仿真优化分析,最终使天线反射系数在中心频点处小于-15 dB,水平方向不圆度小于1.4 dB,3 dB带宽达到59°,并且方向图具有良好的全向辐射特性,当输入功率为5 kW时,不发生击穿打火现象;模式转换器在中心频点处反射参数小于-15 dB,模式转换效率达到99%,能实现良好的模式转换。

宽带圆极化微带天线的几种实现方法

在简要概述圆极化微带天线工作原理的基础上,重点介绍了目前国内外较为先进的圆极化微带天线实现宽带的多种方法,包括微带贴片天线、缝隙天线,以及采用PBG结构的圆极化天线。这些方法分别采用单点馈电,多点馈电或多元组合实现圆极化,均有效拓展了圆极化天线的阻抗匹配带宽和圆极化轴比带宽。参考一些实例验证了这些方法的可行性,然后展望了其可能的发展趋势。

小型化缝隙加载圆极化及宽带微带贴片天线设计

提出了一种十字形缝隙加载的小型宽带及圆极化微带贴片天线的设计方法。该天线通过在方形贴片上加载一个大尺寸的十字形缝隙实现天线的尺寸缩减,介质基片采用由FR4和空气层组成的层叠结构,在缝隙中嵌入L型枝节,只需通过调整枝节上同轴线馈电点的位置来获得圆极化或宽带阻抗匹配。ANSYS HFSS仿真分析表明,天线的圆极化带宽(AR≤3 dB)为1.7%,阻抗带宽(VSWR≤2)为5.8%,天线在宽带范围内具有稳定的增益,峰值增益为7.8 dB,同时贴片面积缩减了52.3%。改变馈电点的位置可调节两个谐振频率使天线阻抗带宽达到9.4%,比传统的微带贴片天线阻抗带宽提高了114%。

新型超宽带微带阵列天线分析设计

本文提出了一种新型的超宽带微带阵列天线,天线由4个按H面排列的单元天线组成,天线单元是加载矩形贴片的平面印制圆形缝隙微带天线,该天线单元具有小尺寸的同时还拥有很大的带宽。整个天线由一分四的威尔金森功分器进行馈电。实验结果表明,该天线的阻抗带宽从3.1GHz到12.4GHz,达到了4倍频程,覆盖了整个UWB频带,同时,天线还是双向辐射,具有平面结构小尺寸的特点,适合应用于目前的超宽带无线通信系统。

一种2.45GHz频段RFID读写器天线

2.45 GHz频段是RFID常用的频段之一,针对该频段的一款读写器天线进行了详细的分析并进行了改进。借助ANSOFT HFSS 10.0计算软件对天线系统进行了仿真分析,在样本天线的基础上,通过对贴片边缘开槽,使天线在保持高增益的情况下,在更宽的频带上具有更好的稳定性,同时也减小了天线的尺寸,使天线整体性能更加完善。

一种新型的双频段圆极化可重构微带天线

在移动终端的狭小受限空间内,如何有效地利用频率资源、空间资源,提高通信系统的传输容量是研究热点,设计性能良好的可重构天线是一种有效手段。本文采用多环缝隙结构设计了一种新型的双频段圆极化可重构天线。它在MEMS开关的控制下,可在4.9GHz和5.8GHz两个频率上同时实现左旋和右旋圆极化,两个频带的相对带宽分别达到11.2%和13.8%,很好地实现了圆极化可重构天线的双频带特性,能够满足移动通信对多频技术的需求。

缝隙加载的宽频带圆极化微带天线

为了扩展单馈圆极化微带天线的带宽,提出了一种新型的圆极化微带天线。通过在双层微带天线的圆环贴片上加载面积适当的矩形缝隙对的方式,使天线可以在较宽的频段范围内辐射圆极化波。仿真结果表明,该天线具有良好的宽带特性,其阻抗带宽(VSWR<2)达到了29.6%,圆极化带宽(AR<3 dB)为12%。该天线具有结构简单、体积小等优点,在无线通信领域具有广阔的应用前景。

一种以空气为基板的圆极化微带天线的设计

设计了一种以空气为基板的超高频(UHF)圆极化矩形微带天线。该天线通过在微带贴片四周与中心开槽,减小了天线尺寸,实现天线圆极化的性能。进一步研究了天线的参数对圆极化性能的影响,通过天线参数的优化,使天线达到了良好的圆极化性能。

无线局域网的双频圆极化圆环缝隙天线设计

通过分析与改进传统圆环缝隙天线，提出了一种用于无线局域网（WLAN）的小型双频圆极化缝隙天线．天线的底层由接地面的2个圆环缝隙组成，圆环之间用2条矩形切口连接，确保能量由外到内传递．介质基板采用FR-4材料，顶层由50Q开路微带线馈电，天线大小为40mm×40mm．给出了天线的阻抗带宽、辐射方向、圆极化率及最大增益的仿真曲线．仿真结果表明，天线能够完全覆盖WLAN工作频段（2．400～2．485，5．150～5．350，5．725～5．825GHz），并且在WLAN频段内圆极化轴比低于3dB，最大增益达到4．8dBi．利用矢量网络分析仪测量了天线实物的阻抗带宽，测试数据与仿真结果十分吻合．

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计

介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。基于项目需求设计、加工了一套24×16单元天线阵列,测试结果表明,该天线在3%的频段内轴向轴比优于3.0dB、驻波比优于1.6、赋形波束区域覆盖了-40°~0°的范围,满足了项目的指标要求。

新的双频双极化开槽微带天线的设计方法(英文)

提出了一种同时具有圆极化和线极化的双频新型开槽微带天线的设计方法.天线双频工作是通过分别在靠近方形微带天线的两个辐射边处各开一个平行的窄槽来实现的.在较低的谐振频率处圆极化的获得是通过在天线辐射单元上适当地设置摄动元素,并将馈电点移到辐射单元的对角线上.一个设计天线的测试结果给出了该天线在两个谐振频率上具有很好的圆极化及线极化的天线性能.

基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计

通过对圆环缝隙结构的圆极化天线的理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左、右旋圆极化可重构微带天线.实际制作了工作频率为5 GHz的右旋圆极化可重构天线,将仿真和实际测量结果进行比较得出,添加十字形槽的圆极化可重构天线的阻抗带宽为4.45～5.50 GHz.在4.75～5.45 GHz范围内,实测天线相对轴比带宽为14%.这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加1倍.