高功率宽频比C/X双频反射阵列天线设计

为了满足高功率微波系统对宽频比双频辐射天线的研究需求,提出了一种可工作在C/X双频段的高功率圆极化反射阵列天线。天线单元采用介质埋藏的贴片单元形式,贴片部分由外圈的椭圆环贴片嵌套内圈的椭圆贴片组成,分别实现低频(C波段)和高频(X波段)的辐射。这种嵌套式的单元形式使得天线可以实现较宽的频比,同时由于单元采用无突变结构且单元被埋藏在介质中避免了三相点的出现,从而具有较高的功率容量。高低频段的两种贴片都采用绕轴旋转的方式来调节反射相位,可以在反射损耗较小的基础上满足360°的反射相位调节。基于以上双频辐射单元设计了一个口径尺寸为400 mm×400 mm的20×20矩形栅格排布反射阵列天线,设计结果表明天线在4.3 GHz下的增益为22.2 dBi,口径效率为40.2%,常压空气中的功率容量为10.4 MW;在10.4 GHz下的增益为29.9 dBi,口径效率为40.5%,常压空气中的功率容量为12.2 MW。该天线高低工作频率的频比达到2.4,且具有高效率和高功率容量的特点。

新型小型化GPS天线设计

设计了一种用于通信、导航、定位等领域的小型化GPS微带天线。采用了椭圆贴片辐射单元及接地板开槽技术,通过接地板开槽引入微扰,在实现圆极化的同时,减小了天线尺寸,实现了小型化:比同频率下传统圆极化微带天线尺寸减小32%,比同结构矩形贴片增益高35%,且频带宽度和轴比带宽都有所提高。

一种工作于1.6 GHz～20 GHz的高增益对跖Vivaldi天线

设计了一款工作于1．6GHz-20GHz的高增益对跖Vivaldi天线，该天线在常规对跖Vivaldi天线的左右两端加载半椭圆贴片结构，改善低频驻波比特性，进而提高了天线的阻抗带宽；在天线主轴方向加载梯形基板，将天线表面电场约束在天线的主轴方向上，不但消除了天线增益峰值的偏移问题，而且提高了天线的增益值。实测结果表明：该天线在1．6GHz-20GHz频段内电压驻波比小于2，增益为1．5dB～11．1dB。此外，该天线增益峰值偏移现象得到明显抑制，具有辐射方向性好、增益高、交叉极化比小的优点。

一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构

针对基于微波多层介质板的微带线到带状线过渡问题,提出了一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构,通过地层的圆形开孔完成微带线与带状线椭圆形贴片间的电磁耦合与匹配设计,实现了微波信号在微波多层介质板内跨层传输。将微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并对背对背结构进行了仿真、加工与测试。测试结果表明,在7～13GHz的频带范围内输入输出回波损耗小于-12dB,插入损耗最小为1.48dB。该微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构具备了良好的性能,同时具有电路结构简单、加工方便等特点,在微波电路设计方面具有较高的实用价值。

Ka波段波导-带状线转换结构

提出了一种Ka波段波导-带状线转换结构,通过在多层介质板上地层的椭圆形开孔与两个椭圆形金属贴片结构完成带状线与波导之间的电磁耦合与匹配设计,实现了Ka波段信号在波导与带状线之间的相互转换。同时将背靠背波导-带状线转换结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模和优化仿真。经过加工与测试,结果表明,在32.3~38.3GHz的频带内输入与输出回波损耗小于-10dB,插入损耗小于1.2dB。该Ka波段波导-带状线转换结构具备良好的性能,且具有结构简单、加工方便等优点,在毫米波电路设计方面具有较高的应用价值。