宽带差分微带天线及其阵列设计

提出了一种新型的差分微带线馈电式宽带微带天线单元及阵列。首先,结合微带天线的场分布特点,提出了一种终端短路的平行差分微带线结构,实现了对其TM_(01)主模的有效激励;所提出的微带天线的辐射层与馈线层共用金属地,在扩展天线带宽的同时,有效降低了天线的剖面高度;然后,通过在馈线上加载U型槽,改善其带内匹配特性,将天线的阻抗带宽(电压驻波比≤2)从7.6%提高到了15.9%;最后,基于微带馈线的周期性场分布特点,仅通过对馈电结构进行长度扩展,无需额外的功分结构,便实现了一款1×2的差分微带天线阵列,并对其性能进行了仿真与分析。

准八木型宽带高增益微带天线

基于八木天线的结构设计并制作了一个准八木型宽带高增益微带天线，利用三维电磁仿真软件（Ansoft HFSS）进行仿真设计，在已有的单一引向器结构的基础上，通过增加引向器数量实现了高增益和较宽的带宽。实际测试表明：天线工作频段在4．8～6．4GHz，在中心频率5．6GHZ处，峰值增益约为10．2dB，前后比约为21dB，与仿真结果基本吻合。另外，还给出了准八木型高增益微带天线的设计过程，并对具体结构和参数的选择对天线性能的影响进行了比较和讨论。

一种新型平面超宽带天线的设计

提出了一种微带线馈电的新型平面超宽带单极天线。该天线由带有弧边的金属贴片与开槽接地板构成,通过等腰梯形与圆弧形相结合的方式对接地板进行开槽,将其等分为相互耦合的两部分,起到了阻抗匹配与拓宽带宽的效果。仿真结果表明反射损耗在-10 dB以下的频率覆盖范围为3～11.8 GHz,并且在3.4～11.2 GHz频带驻波比在1.5以下,具有良好的全向辐射特性。该天线结构简单,体积小,适合在UWB通信中应用。

微带馈电的圆柱形介质谐振器天线阵

提出了一种新型的圆柱形介质谐振器天线单元及其阵列设计。天线单元采用带有十字枝节终端的微带线进行馈电,在高介电常数的情况下,通过调节十字形终端枝节的设计和相对位置,获得较宽的阻抗带宽。基于此单元设计,研制了一个2×2元圆柱形介质谐振器天线阵,获得了4.2%的实测阻抗带宽和约11dBi的仿真增益。

K波段串馈微带贴片天线设计分析

本文介绍了矩形微带天线的特点、原理以及设计方法,设计了1?16元矩形贴片组成的串馈天线阵,通过对各微带单元进行同相馈电,同时在馈电网络中利用阻抗变换对天线的阻抗进行匹配,并运用天线仿真软件Ansoft HFSS对此天线进行了仿真分析,获得了较好的辐射特性。

一种新型的超宽频天线的设计

提出了一种微带馈电的新型超宽频的天线,该天线印刷在覆铜介质基板上,介质基板尺寸为30.0mm×35.0mm×1.6mm,材料是介电常数为4.4的FR4介质,利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化。通过在微带面上开缝,可实现天线频带宽度(回波损耗S11<-10dB)2.6～11.5GHz,相对带宽达126%。结果表明,该设计天线不仅满足超宽带要求,且结构简单,体积小,适合在超宽带天线(UWB)通信中应用。

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列。仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S_(11)<-10dB)和轴比带宽(4R<3dB)分别达到了25.9%(32.2～41.8G1z)和20.1%(32.6～39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7%和14.7%,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低。

同轴馈电微带天线输入阻抗的高效精确计算

提出了一种高效精确计算同轴馈电微带天线输入阻抗的方法.采用等效磁流环模型模拟同轴馈电,通过深入研究该馈电模型的激励电场,提出一种改进的数值积分路径以避开激励电场中的奇异点,在此基础上,对贴片在线面连接处作细化处理来模拟连接处剧烈变化的电流,结合分层介质格林函数,采用空域矩量法计算了方形和圆形同轴馈电微带天线的输入阻抗.计算结果与仿真软件结果吻合较好,证明了该方法的正确性.

同轴馈电耦合微带天线的MPSTD-FDTD分析

将多区域时域伪谱(MPSTD)与时域有限差分(FDTD)相结合的混合算法应用于同轴馈电耦合微带天线的分析,该混合算法充分发挥两种时域算法的优越性,对同轴馈电耦合微带天线进行了准确建模与快速分析,数值仿真验证了该算法的有效性和准确性。

矩形微带串馈天线阵的设计与分析

对矩形微带串馈梳状天线阵的设计理论和方法进行了研究,从等效电路中分析得到阵元参数的提取办法。采用加四分之一波长阻抗变换段的方法,降低串馈阵的副瓣电平。在理论的基础上,设计了1×8的矩形微带串馈阵,使用HFSS对其阵列进行仿真,结果达到要求的指标。

空气微带圆极化天线的设计

在伴随着天线技术的快速发展中,抗多径干扰的优点突出的就是圆极化了,本文设计的即就是以空气作为介质的圆形辐射贴片的圆极化微带天线,增加了同条件下的增益。实现馈电网络用威尔金森功分器的两个端口微带线相差四分之波长从而形成90°的相差。中心频点为2.4GHz,在2.31~2.53GHz的频率范围内该天线的轴比小于3d B;反射系数小于-10d B;天线的最大增益为9.12d Bi。

具有稳定相位中心的三馈点圆极化微带天线

介绍了一种具有稳定相位中心的圆极化微带天线。理论分析证明:采用幅度相等,相位相差120°的三馈电方式,圆形微带天线能获得圆极化辐射特性。中心对称的三馈点设计,天线可获得很高的相位中心稳定度。仿真结果显示:此天线相位中心的稳定度小于1mm.测试结果表明:在2.18～2.66GHz频带内该天线轴比小于3dB,相对带宽19.83%。

基于微带阵列的天线设计与仿真

研究天线优化问题,为了达到高增益性能,采用天线阵列方法所设计的天线增益在达到一定范围后无法做进一步的提高,带宽偏窄,且占用相当的大小体积。针对上述问题,设计了一款工作于ISM频段的平面微带阵列天线。天线采用的是底边馈电方法对阵元贴片进行馈电,增加天线辐射面积,从而提高天线的增益并减小了天线大小。通过HFSS电磁仿真软件对天线进行仿真与优化,可以得到天线的高增益,并且具有良好的带宽范围。对仿真结果分析可得天线的带宽,增益及方向图性能均要优于传统的的微带阵列天线,空间利用率也高于传统馈电天线,达到优化天线的效果。

新型宽频带微带天线的设计与仿真

提出了一种新型的适合在ISM 2.45 GHz频段的无线通信和RFID等领域应用的N形微带贴片天线,该N形微带天线采用共面波导馈电,具有小型化、宽频带的特点。为了进行比较,建立了采用同轴馈电的N形微带天线以及采用共面波导馈电的E形微带天线,借助电磁场仿真软件Ansoft HFSS 10.0进行仿真。文中给出了天线反射损耗及辐射方向图的仿真结果,通过比较可以看出,在中心工作频率2.45 GHz处,相对带宽达到了20%,尺寸减小了25%。该设计具有一定的参考价值。

77GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计

为了在雷达中实现对中距和长距的探测,首先研究并实现了针对中长距雷达探测需求的天线及其组阵形式,然后通过雷达方程得出天线阵列所需的增益与组阵方式,设计了高增益窄波束和低增益宽波束形式的毫米波雷达天线阵列,最后的仿真和测试结果表明,该中长距雷达天线阵列能够满足77GHz车载毫米波雷达对中距大角度和长距小角度的视野范围探测需求。

L形探针耦合馈电E形层叠微带天线

设计了一种L形探针耦合馈电的宽频带E形层叠微带天线.通过在具有双峰谐振特性的E形贴片天线上方加载寄生元,构成三峰谐振特性,进一步展宽天线带宽;采用L形探针对E形贴片进行耦合馈电,避免了普通探针馈电引入附加电感的缺陷,从而提高天线的辐射效率.对提出的天线进行仿真设计及优化,实现了37.8%的阻抗带宽(VSWR<2),带内增益>7.6dBi,平均增益达到8.7dBi,交叉极化隔离度<-52 dB.

并行角馈方形微带天线研究

研究了利用并行角馈的方形贴片微带天线，给出了其输入阻抗特性的一种理论分析方法，导出了其闭合表达式．该方法综合了多端口网络模型、腔模理论、分片法和补片法，充分考虑了并行角馈结构的特点，比简单处理的腔模理论能更准确地用于天线的设计，且计算方便．

应用于WLAN/WiMAX的CPW馈电双频天线设计

提出并制作了一种新颖的应用于WLAN和 WiMAX的CPW（共面波导）馈电双频天线.该天线由L形缝隙和T型谐振器构成.仿真和实测结果表明,该天线S11≤–10 dB的阻抗带宽分别为2.38~3.38 GHz以及5.17~5.9 GHz,覆盖了 WLAN 和 WiMAX 的所有工作带宽.此外,该天线在所有工作频段都具有适度的增益,并且结构紧凑,尺寸只有30 mm×35 mm×1.6 mm.天线的实测结果与仿真结果具有较好的吻合性.

探针馈电微带天线电流连续和激励源的处理分析

在用传统的MOM来分析探针馈电微带天线时,针对激励源的加入以及线面连接处电流连续性的处理,很多学者提出了不同的解决方案.笔者对其中一些方案进行了研究,并把这些方案与空域分层介质格林函数法结合起来分析了几种典型微带天线的输入阻抗特性.计算结果与相关软件的仿真结果吻合结果良好,从而证明了此类分析方法的正确性.

一种高增益高极化隔离的宽频带L探针馈电E形微带天线

设计了一种高增益、高极化隔离度、宽频带的L探针耦合馈电E形微带天线。通过在矩形贴片上加载两条平行窄缝，改变贴片表面电流分布，形成双峰谐振回路特性，以获得宽频带特性；采用L形探针对E形贴片进行耦合馈电，避免了普通探针馈电引入附加电感的缺陷，从而提高天线的辐射效率。对提出的天线进行仿真设计及优化，实现了29．2％的阻抗带宽（VSWR≤2），带宽内增益不低于8．5dBi，平均增益达到9．4dBi，平均交叉极化隔离度达到～64dB。