一种新型的层叠式介质埋藏贴片八木天线

为了解决平面式微带贴片八木天线的主波束不能与微带天线基片平面垂直的问题,运用微带天线耦合理论、八木天线原理和微带天线理论,借鉴八木天线设计经验和微带天线制作技术,研制出了一种新型的层叠式介质埋藏贴片八木天线,并提出在八木天线振子两旁增加"栅栏"的改进结构形式。经仿真计算和实物天线测试证明:这种天线性能优于平面式的微带贴片八木天线。

介质埋藏贴片对称振子天线

为研究新型介质埋藏八木天线提供实验和理论基础,运用微带线技术、天线原理和微带贴片天线理论,研究出了一种介质埋藏式贴片对称振子天线的结构形式.该结构形式是在变形的微带线正面,无缝隙覆盖一层与基片相同的介质而形成的,它将天线的金属部分完全埋藏于介质中,除了具有与微带振子天线性能相似的特点外,还明显地缩短了天线的长度.数值仿真决定了其结构,得出了其性能参数,并进行实物天线的实验测试.测试结果证明了此种结构的合理性.

用于北斗终端系统介质埋藏天线的设计

传统的微带贴片天线中的辐射贴片振子都采用矩形(方形)、圆形、三角形、Y形等形状,一般使用单馈法加入微扰激励圆极化波,这里描述的立体式介质埋藏微带贴片八木天线中的辐射贴片振子不同于传统的形状,采用了梅花形辐射贴片振子,并在辐射贴片上开矩形槽,用单点馈电激励圆极化波。仿真结果表明在北斗射频信号S(2.491GHz±10.23MHz)的中心频率上,该天线的最大增益为8.72dB;将梅花形贴片改变成花瓣形贴片后的仿真天线增益增大到8.82dB,轴比带宽和S11阻抗带宽变宽,为实物天线的制作提供了依据。

一种新型介质埋藏贴片天线阵设计

为解决介质埋藏微带天线组阵后天线增益较低的问题,运用介质中电磁波传播理论、微带天线耦合理论、介质埋藏天线技术和微带天线圆极化技术等,采用天线阵元不共介质、同轴馈电、馈电点选在辐射贴片对角线上,在辐射贴片上附加简并分离单元等措施,设计和制作出了一种新型介质埋藏贴片天线阵列.经仿真计算和实物天线测试显示,天线仿真增益为10.45dB,实测增益约为9.2dB,接近同类型的微带天线二元阵增益,该天线符合北斗天线性能要求,采用新型组阵结构后天线增益得到明显提高.

介质埋藏平面对数周期天线的设计

介质埋藏天线可避免传统覆盖天线裸露在空气中受到氧化腐蚀等问题,同时增强了天线的隐蔽性、减小了天线的尺寸,扩展了天线的带宽、天线波束变窄,有助于提高天线的增益。使用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了优化设计和仿真实验,并制作了实物天线,进行了测试。仿真和实测结果表明:该天线S11≤-10 d B的相对带宽达到92.3%,具有超宽带特性。在工作频率处,增益可达到10.2 d B并且具有较好的定向辐射特性,可以满足工程项目的需要,具有一定的工程应用价值。

介质埋藏平面蝶形天线的设计

采用了介质埋藏的形式将平面蝶形天线埋藏于介质中,并设计了渐变的平面微带巴伦给平面蝶形天线馈电,实现了不平衡到平衡的转换;还设计了三角形微带巴伦和微带传输线一起的结构形式,进行阻抗匹配。使用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了优化设计和仿真实验,与制作的实物天线性能进行对比。仿真和实测结果表明,该天线S11≤-10 d B仿真的相对带宽达到88.7%而实测的相对带宽为79.3%,具有超宽带特性;在工作频率处,仿真增益为6.9 d B,实测增益为5.8d B。该天线满足某工程项目的需要,可作为探地雷达系统的收发天线。

圆柱共形介质埋藏微带天线设计与研究

将天线进行介质埋藏可解决传统天线裸露在空气中受到氧化腐蚀等问题,同时增强天线的隐蔽性,扩宽天线的带宽.共形天线不仅可以提供期望的天线性能,还不会影响载体本身的机动性能.文章将介质埋藏和共形结合提出了圆柱共形介质埋藏微带天线,并使用电磁仿真软件CST对该天线进行了设计优化和仿真实验,同时制作了实物天线,进行了测试.测试结果表明:该天线反射系数小于-10dB的工作带宽为440 MHz,比埋藏前的工作带宽340 MHz增加了29.4%;在工作频段内最大增益达到8.0dB,相比埋藏前的最大增益8.5dB降低了0.5dB,但是该天线的增益还是达到实际天线要求的,且增益降低幅度小.所设计天线在方向图、驻波比、阻抗匹配等性能上都满足实际条件,并且具备更宽的半功率波束宽度.

介质埋藏微带贴片八木天线设计

运用八木天线原理、微带天线理论和介质重叠技术,开发研究出了一种新型介质埋藏微带贴片八木天线。该天线变平面式微带贴片八木天线为立体式结构,由原来平面式横向排列变成立体式纵向重叠,解决了平面式微带贴片八木天线的主波瓣不能与微带天线平面垂直的问题。经测试,这种天线性能优于平面式微带贴片八木天线。

一种宽波束介质埋藏微带圆极化天线的设计

设计了一款可用于北斗终端的双馈介质埋藏微带圆极化天线。天线采用方形辐射贴片,通过双馈法激励产生两个正交的简并模来实现圆极化。为了实现宽波束,天线增大了介质板宽度,同时在辐射天线上方采用了一个方环加上一个圆环两个寄生环来实现宽波束。经过测试天线的最高增益为3.3dB,3dB波束宽度达到165o,在仰角10o-90o的范围内,其增益均大于1dB,表明天线具有较好的宽波束特性。可以满足某工程项目的需要,天线具有一定的工程应用价值。

一种介质埋藏异形微带八木天线的设计

为达到某重点项目性能要求,综合运用微带天线、八木天线和介质埋藏天线理论及设计方法,设计出了一种介质埋藏异形微带八木天线.该天线将传统八木天线的引向振子由一个改变为两个,形成"$"形,用来规划波束方向和形成双波束;在天线贴片两旁增加"栅栏",聚集了电磁波的辐射,提高了天线增益,同时还获得了较大的相对阻抗带宽.测试表明:在Ku频段的一中心频率上,其绝对带宽为1.9 GHz,最大增益为3.92 dB;在E面具有两个主波瓣,θ=15°处波瓣宽度为11°,θ=347°处波瓣宽度为10°.所设计天线在性能和功能上均满足项目需求,对该项目中信号的接收和发射起到了关键作用.此外,该天线在其他通信、侦察和干扰等场合也具有广阔的应用价值.

用于探地雷达的超宽带介质埋藏天线设计

为实现探地雷达(GPR)天线的小型化和超宽带需求,设计了一种共面波导馈电的介质埋藏天线。采用平面单极天线作为辐射单元,通过添加引向贴片的方式提高天线的增益,并在埋藏辐射贴片上开扇形槽降低天线的回波损耗,利用介质埋藏的方式控制天线尺寸并使天线的结构更加稳定。该天线使用Ansoft公司的三维电磁仿真软件HFSS仿真验证。仿真结果表明该天线可工作于0.69～3GHz,最大增益超过6dBi,具有稳定的辐射特性。天线整体尺寸为18.5cm×16cm×0.45cm,在不引入反射板的情况下提高了天线增益,改善了方向图特性,相比同类天线体积有了一定改善,可应用于探地雷达设备。

嵌入超材料埋藏介质贴片引向天线设计

设计了一种埋藏介质贴片引向天线,工作在2.4 GHz的无线工业、科学、医学频段,该天线采用金属片与介质板层叠安放,辐射方向垂直于天线表面,属于端射天线.嵌入了超材料结构,剖面结构尺寸缩小为原天线的69%.同时,天线匹配性能有所提升,辐射特性优于原天线.采用有限元全波仿真技术对天线的设计进行了分析和优化,改进后的天线在2.4 GHz频点回波损耗下降了3 d B,E面和H面辐射场强提升了1 d Bi,实现了天线的小型化和灵活性.最后通过时域有限积分法对辐射性能进行了验证.

小型化准八木天线的仿真与实验研究

微带准八木天线具有端射的辐射方向图,设计方便,结构简单,其小型化是应用中面临的重要任务。文中针对S波段微带准八木天线的小型化技术开展了仿真和实验研究。首先,研究了基本型的印刷八木天线,在有源振子长度为50 mm和4个引向器的条件下,仿真得到驻波比小于2的频率为2.73 GHz,增益约为4 dBi;然后,在相同的有源振子横向尺寸和引向器个数条件下,采用振子曲折线技术,仿真得到驻波比小于2的频率为2.675 GHz,增益也约为4 dBi;最后,针对相同横向尺寸和引向器个数的曲折线振子,引入介质埋藏技术,对于不同厚度的高介电常数的介质基板覆盖,仿真了准八木天线的端口驻波比和辐射性能的变化情况,在介质基板的相对介电常数为9.8和厚度为8 mm的情况下,仿真得到驻波比小于2的频率为2.2 GHz,增益也约为5 dBi,方向图形状略有变化,对介质埋藏的曲折线振子八木天线进行了加工和测试,测试结果和仿真结果接近。研究结果表明,采用介质埋藏和振子曲折线技术均可以一定程度上缩减准八木天线的横向尺寸,其中介质埋藏技术效果更为明显,二者之间的结合是小型化准八木天线的有效方案,文中的研究为实际工程应用提供了技术参考。