半球面法布里-珀罗天线的发展

半球面法布里-珀罗天线是对传统平面法布里-珀罗天线的一种宽带化改进设计。对半球面法布里-珀罗天线的工作原理进行了介绍,并以开式谐振腔理论为基础讨论了与平面法布里-珀罗天线的差别,详细分析了其带宽拓展的原理。介绍了半球面法布里-珀罗天线进一步优化的方法,讨论了其在不同波段的设计方法和加工工艺。通过总结半球面法布里-珀罗天线的现有应用,展望了其未来的潜在应用领域和研究方向。

一种基于FSR的法布里-珀罗谐振腔天线设计

基于频率选择性吸波器(FSR)和法布里-珀罗(F-P)谐振腔的基本原理,提出了一种具有增益增强效果和低雷达散射截面(RCS)的天线。首先,通过2层介质谐振器的模式叠加,设计了一款宽带介质谐振天线(DRA)作为F-P谐振腔的馈源。然后基于等效电路模型(ECM)设计了一款X波段透波,S和Ku波段吸波的FSR作为F-P谐振腔的部分反射表面。最后利用FSR的反射特性,在其与DRA的地面之间形成一个准法布里-珀罗谐振腔。仿真和测量结果表明,天线具有带内的增益增强和带外的低RCS性能。

Fabry-Perot天线设计的系统方法

利用接收工作状态模型法,对法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)型微带天线进行了系统方法设计与研究,并用电磁场分布理论,从全新的角度解释了FP谐振天线可获得高方向性的原因。同时,设计了包括频率选择性表面、介电常数分别为10.2和4.4的不同类别的介质板在内的3种不同盖板,并将其应用在FP天线上。在此基础上,对FP天线的辐射性能、方向性系数和增益都进行了测算和对比分析,并同时计算了其口面利用效率。

基于超材料的新型低剖面谐振腔天线

根据法布里-珀罗谐振腔理论,设计并测试了一款新型双S低剖面天线。该天线采用加载超材料表面的方法,用以降低法布里天线的谐振距离。理论分析发现,双S型超材料表面在特定频段内具有负相位特性,根据法布里-珀罗谐振条件可以降低谐振腔体天线的剖面。实验结果证明,天线的谐振距离降低至λ/12.7,远远小于传统天线的λ/2。

基于部分极化转换表面与部分反射表面的宽带高增益圆极化天线设计

该文介绍了一种具有部分极化转换与部分反射功能的超表面结构,并将其应用到具有宽带高增益性能的圆极化法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)谐振腔天线设计中。所设计的超表面在反射地板存在时能够表现出反射型部分极化转换功能从而用于F-P天线的圆极化源设计,而当反射地板被移除时其具有部分反射功能因而能够作为F-P天线的部分反射表面。通过在部分极化转换表面上方放置矩形贴片并加载寄生贴片与部分反射表面,辐射源贴片的线极化辐射能够被转变为高增益圆极化辐射,并且天线的阻抗带宽与轴比带宽均得到加强。所设计的天线经过仿真、加工与测试,测试结果表明其阻抗与轴比带宽分别为6.8~8.4 GHz(21.3%)和6.8~8.3 GHz(19.9%),峰值增益达10.5 dBi。

紧凑型大频比双频天线的设计

针对2.4/24 GHz双频工业、科学、医学(ISM)波段应用,设计了一种结构紧凑频比可达10的双频天线。通过对圆柱形介质谐振器天线(DRA)进行中间挖空,将介质谐振器天线与法布里-珀罗谐振器天线(FPRA)相结合,实现了天线的双频辐射功能。通过HFSS电磁软件仿真,得到该天线的低频和高频工作频段分别为2.37~2.54 GHz和23.37~24.77 GHz,相对阻抗带宽分别为7.34%和5.83%,实现的最大增益分别为6.8 dBi和9.4 dBi。