一种新型的宽频带双极化微带偶极子天线

根据通信行业标准,从工程应用角度出发,文章提出了一种新型的宽频带双极化微带偶极子天线,并应用HFSS11对天线性能进行仿真。仿真结果显示,在1.7GHz～2.7GHz频段内,天线VSWR<1.3,隔离度小于-29dB,交叉极化比小于-15dB,具有较为稳定的方向图。

一种宽频带双圆极化微带天线阵列设计

为了支撑低轨卫星宽带数据下传需求,提出了一款宽频带双圆极化微带天线;采用微带天线作为基本辐射单元,基于层叠寄生贴片方式与加载空气腔方法展宽天线工作带宽并提高增益值,利用电容加载的三分支线定向耦合器对天线单元进行馈电进一步展宽天线带宽,并实现双圆极化辐射特性;单元电性能仿真结果良好,阻抗相对带宽为28.2%,轴比相对带宽达14.5%,峰值增益达到5.6 dBi;基于辐射单元进行4×4阵列组合,所设计阵列天线阻抗带宽覆盖7.7~8.9 GHz,同一单元不同极化与不同单元间端口间隔离度均≥15 dB,轴比在通带内均≤3 dB,方向图仿真与测试结果吻合良好,验证了设计方案的正确性。

小型宽频带双极化电磁兼容性测试天线的设计与实现

为解决飞行器舱段等特定狭小空间内的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)现场测试需求,设计与实现一款新型的小型宽频带双极化EMC测试天线。基于传统Vivaldi天线性能分析,采用修型设计并优化天线表面电流分布,设计一款新型宽频带单极化天线;运用非对称双极化设计方法,并组合两幅新型单极化天线,设计一款高隔离度的双极化EMC测试天线。仿真分析和实测结果表明:双极化EMC测试天线的工作频带为0.33~3.40 GHz(电压驻波比小于2),工作频带内天线方向图无裂瓣且增益平坦,天线系数达到17~36 dB/m,双端口隔离度优于35 dB;双极化EMC测试天线的尺寸为450 mm×450 mm×450 mm,适用于飞行器舱段等狭小空间内EMC辐射发射现场测试,有助于测试效率提升。

一种宽带±45°双线极化阵列天线设计

为了满足宽带大功率相控阵极化调整、灵活干扰的应用需求,需要对±45°双线极化的阵列天线开展研究。阵元主体由金属交叉偶极子构成,通过引入金属寄生层、宽角匹配层进一步拓展了工作带宽,改善了大角度扫描特性;采用同轴巴伦实现平衡馈电和阻抗变换,使用金属反射腔体调节组阵后相邻单元间的边界条件,从而优化了阵元间的互耦特性。实验与仿真结果表明,该阵列天线在0.96 GHz~2 GHz的工作频段内具有良好的辐射特性,可以实现二维±30°的波束扫描;并且,该阵列天线具有结构简单、易于安装、耐功率性能好的特点,适合于大功率宽带干扰相控阵系统的应用。

一种毫米波宽带宽波束双极化微带天线

针对宽波束天线在5G毫米波宽角扫描阵列的应用,设计了一款基于接地金属柱的毫米波双极化微带天线单元。该天线具有低剖面、宽带、宽波束等优点。天线采用双“H”型缝隙耦合馈电,通过寄生贴片与开槽基板共同辐射展宽波束宽度,通过调节接地金属柱结构改变输入阻抗展宽阻抗带宽。实测结果表明,该天线的3 dB波束宽度在24.5~27.5 GHz的频带内(电压驻波比小于1.8)均大于130°,交叉极化比大于18 dB,两个端口之间的隔离度在频带内均高于26 dB。测试结果与仿真结果吻合较好。

一种具有宽带双极化低散射特征的微带阵列天线

针对阵列天线宽带散射缩减设计进行研究,设计了一种基于无源对消技术的低散射阵列天线,该新型微带阵列天线在宽频带内具有双极化低雷达散射截面(RCS,radar cross section)性能;对基于两种散射性能不同的单元组成阵列的RCS性能进行了理论研究,进行了单元的散射幅度和相位对阵列RCS的影响分析;提出了一种加载T型缝隙的新型微带天线结构,该单元结构的辐射性能与散射性能能够进行独立调控和综合优化,该单元与传统微带贴片单元具有相似的辐射特性,并可在宽频带(带内和带外)内与传统微带单元产生有效相位差;将传统微带单元和加载T型缝隙的新型微带单元组成4×4阵列天线,仿真结果表明,提出的阵列天线在3~7 GHz(相对带宽80%)频带内实现了同极化RCS缩减,在3.3~7 GHz(相对带宽71.8%)频带内实现了交叉极化RCS缩减,缩减峰值分别为16.3 dB和36.3 dB,带内RCS缩减均值分别为14.1 dB和17.6 dB;与传统微带阵列天线相比,提出的阵列天线增益下降小于0.1 dB;提出的微带阵列天线具有高效率辐射和宽频带双极化低散射性能,为低散射阵列天线设计提供了新的思路。

一种十字形缝隙耦合的Ku波段宽频带双极化微带天线

采用十字缝隙耦合,层叠贴片和微带线馈电的结构形式,设计了一种适用于Ku波段的宽频带双极化微带天线。利用电磁仿真软件CST 5.0微波工作室对天线的电特性进行仿真优化,并制作了实物模型,实测结果和仿真结果吻合良好。两馈电端口回波损耗小于-10 dB的阻抗带宽分别达到34.2%和28.7%,端口隔离度高于21.4 dB。

Ku波段宽频带双极化微带天线阵的设计

采用十字形缝隙耦合,层叠贴片和微带线馈电的结构形式,设计了一适用于Ku波段的宽频带双极化四元微带天线阵。利用电磁仿真软件CST5.0微波工作室对天线的电特性进行仿真优化,并制作了实物模型,实测结果和仿真结果吻合良好。两馈电端口驻波小于2的阻抗带宽分别达到20.9%和46.2%,端口隔离度高于17.5dB,天线增益11dBi。

Ku波段宽频带高隔离双极化微带天线阵的设计

设计了适用于K u波段的宽频带高隔离度双线极化4元微带贴片天线阵。用商业应用软件IE 3D对天线电特性进行仿真计算,并制作了实验模型。测量结果与仿真结果吻合良好,两馈电端口驻波小于2的阻抗带宽分别为21.56%与22.58%,隔离度高于32dB,实测增益12.8dB i。

一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线

提出一种新颖的宽频带双极化印刷偶极子基站天线。该天线由梯形支撑结构、集成双倒L型馈电线和偶极子3部分组成，安装于底板上形成低剖面结构。仿真结果显示，1．63～2．8GHz频段内，电压驻波比（voltage standing wave ratio，VSWR）小于1．5，隔离度小于-28dB，交叉极化比小于-20dB，最大增益约为11dBi，具有较为稳定的方向图和增益。该天线适用于GSM1800，CDMA1900，IMT-2000，TD—CDMA，WLAN，WiMax等通信标准。

一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线

设计并优化了一款适用于LTE天线系统的基站天线振子单元。在印刷偶极子天线以及微带巴伦的基础上,通过等效电路模型进行分析,设计出该天线的多级阻抗匹配巴伦。采用寄生贴片、领结型设计等技术,有效地拓展了天线频带带宽,实现了±45°双极化。仿真结果表明,天线的VSWR≤1.5和回波损耗大于15 d B的带宽达到了54.5%,可以覆盖GSM1800,CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA和LTE系统。在此频带范围内,该天线的驻波特性、方向性、增益和隔离度等指标均满足LTE多模式系统的指标。同时该天线也易于制作,适用于LTE多模式基站天线系统。

一种适用于LTE基站的宽频带双极化印刷偶极子天线

提出了一种适用于LTE移动通信基站系统的低成本双极化偶极子基站天线辐射单元,天线采用0.8 mm板厚的FR4基板双层印制工艺。利用微带线垂直和折叠结构的辐射臂设计,有效地扩展了天线工作带宽,减小了天线物理尺寸。将两个偶极子单元垂直交叉构成±45°双极化天线。测试结果显示天线电压驻波比VSWR小于1.5的相对阻抗带宽为52.9%(1.705~2.93 GHz),隔离度大于19 dB,天线平均增益为8.67 dBi,半功率波束宽度为67°±8°。测试与仿真吻合较好,可应用于移动通信基站。

一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线

设计了一种适用于LTE基站天线系统的宽频带±45°双极化辐射单元。该辐射单元采用微带巴伦结构,用双倒L形微带馈线进行耦合馈电,并对该微带馈线进行切角、增加横向枝节、改变开路枝节宽度有效地扩展了天线的带宽。仿真及实测结果表明,在1.7~2.7 GHz频带内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.4,隔离度大于25dB,相对带宽超过45.4%。利用该辐射单元组成八单元阵列天线后辐射参数良好,水平面半功率波束宽度稳定在65°±5°,主极化前后比大于25 dB,轴向交叉极化比大于18 dB,基本能满足移动通信基站天线的指标要求。

一种新型宽频带高增益的变极化微带反射阵天线

提出一种由微带反射阵实现的新型变极化天线,它区别于双/多极化天线的固定极化状态。实现变极化的关键是经特殊设计的反射阵阵元结构尺寸和线极化辐射的馈源。理论分析表明反射极化可涵盖所有极化状态;采用间以空气层的双/多层阵元结构能有效展宽频带;增加阵元数目可提高天线增益。鉴于这些特点,该类天线在雷达、移动通信等领域具有潜在工程应用。还给出了完整的理论分析和实例佐证。

小型化宽频带圆极化半圆形微带贴片天线

针对无线通信中单贴片圆极化微带贴片天线带宽很窄的问题,提出了小型化半圆形宽频带圆极化微带天线。该天线通过在半圆形辐射贴片上开一组尺寸和位置非对称的矩形槽实现圆极化,应用非共面的临近耦合馈电补偿馈电探针的电感展宽天线的带宽。仿真结果表明,在2.30~3.04GHz范围内,天线的回波损耗小于-10dB,阻抗带宽27.7%;在2.37~2.54GHz范围内,天线的轴比小于3dB,圆极化带宽6.9%;在宽带范围内天线的增益大于6dB。与圆极化E形微带天线相比,不仅提高了带宽,而且贴片面积缩小了40%。

一种双层结构宽频带印刷偶极子天线设计

本文研究了一种双层结构的宽带印刷偶极子天线,贴片分别置于介质板的两侧。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了仿真设计并进行了实验研究,计算结果与实验结果吻合良好,其驻波比小于2的带宽可以达到64%,充分显示了此天线的良好的宽频带特性。

一种宽频带圆极化微带天线的设计

设计了一种宽频带圆极化微带天线。其结构为双层介质与空气层结合,辐射贴片为单个圆形金属片,通过电容耦合馈电的两个圆形金属片与威尔金森功分器相接,功分器的两个端口输出的功率幅度相同,相位相差90°。天线的3dB极化带宽为56%,VSWR<2的驻波比带宽为64%,增益在52%的带宽范围内变化在1dB以内。天线的远场方向图极化特性在35%的带宽范围内较好。

宽频带双极化低副瓣偏馈抛物面天线

介绍了一种宽频带双极化低副瓣天线的设计、加工方法和测试结果。采用馈源偏置的方法来减小副瓣,采用波纹喇叭实现天线双极化的要求,并且采用双椭圆切割抛物面来增加天线的效率和减小方位主波束宽度。天线的理论分析与实验结果吻合较好,优于所需的技术指标要求。

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。

基于单馈点的多频段及宽带圆极化微带天线研究综述

随着现代无线通信技术的快速发展,圆极化天线因其在减少多径干扰方面的优势而受到越来越多的关注,并已广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等系统中。由于需要传输的信号频率范围较广,因此要求使用多频段或宽频带圆极化天线来实现信号的传输和接收。微带天线具有结构简单、成本低廉、加工方便、剖面低、设计灵活、易于实现多频段及宽带圆极化工作模式等优点,因而得到了广泛的应用和深入的研究。本文首先介绍了研究背景和圆极化天线的基本参数,然后论述了微带天线实现圆极化的基本技术,最后重点阐述了微带天线实现多频和宽带圆极化的几种改进技术。