一种低不圆度的垂直极化全向超宽带天线

文中提出一种可用于3G/LTE/5G室内通信的一种低不圆度的垂直极化全向超宽带天线,该天线由铜制单极子、加载金属片和金属地板构成。通过对铜制单极子馈电,天线实现垂直极化全向辐射。为了改善天线的阻抗匹配,减小天线的不圆度,单极子辐射体顶部增加了加载金属片。为了进一步扩展天线的阻抗带宽,金属地板上设置了一道环形槽。通过测试可得,在1.7~5 GHz范围内,该天线的相对阻抗带宽为104%()||S11<-14dB,不圆度小于1.5 dBi,可实现良好的室内移动通信。

单兵通信系统头盔天线研究进展

头盔天线是指以特殊的人工结构或材料共形到单兵可穿戴头盔上的一种天线,它是单兵无线通信系统中的核心器件。当前的头盔天线研究仅关注辐射全向性、大宽带、高增益和低比吸收率(SAR)中的某一方面或两个方面,难以满足快速发展的战术通信要求。近年来各种基于人工磁导体、超构材料等新型材料/结构的天线设计和阻抗匹配方法被相继提出,使得头盔天线有望突破增益、带宽、尺寸、重量和电磁辐射之间相互制约的技术难题。该文旨在通过系统总结国内外对于头盔天线在控制辐射方向、扩展带宽、增益提高、抑制比吸收率的研究进展之基础上,展望未来头盔天线重点突破的技术方向,并提出一种基于非福斯特电路的圆形阵列头盔天线技术构想。

水平极化全向天线的设计

提出了水平极化全向天线的一种通用设计方法,通过辐射单元的排列得到了水平全向的方向图,有源阻抗匹配后获得了较宽的频带。该设计使天线的全向性起伏小于0.5 dB,增益大于2 dB,交叉极化优于-15dB,1.5以下的驻波带宽大于20%。

一种宽带平面水平极化全向天线

提出一款宽带平面印刷全向天线。Vivaldi天线具有超宽频、端射、低旁瓣等特点。基于四个环形旋转的Vivaldi天线实现宽带宽波束全向水平极化天线。该天线表面具有均匀同相电流,因此可以等效电小环天线。对Vivaldi天线的辐射原理、输入阻抗等问题进行了讨论和仿真分析。一分四功分器输出端口与Vivaldi天线输入宽口之间采用微带阶梯阻抗变换器实现宽带匹配。天线采用PCB印刷工艺实现,测试结果:平面全向天线工作带宽3.6 GHz~6.6 GHz(S11<-10 dB),不圆度小于3 dB。

一种提高全向水平极化天线带宽的设计

设计了一种新型带微扰的宽带全向水平极化天线,通过天线正面的弧形偶极子的阶梯状边缘和背面的正方形微扰提升天线带宽。利用CST仿真得到最优的参数解,并制作实物进一步验证天线带宽。四对弧形偶极子组成一个圆环,每对弧形偶极子对应一个方向,并通过宽带巴伦均匀同相馈电,模拟载有均匀同相电流的圆环以实现全向水平极化。天线相对带宽50%(1.71~2.85GHz),并且在1.71~2.55GHz间拥有较高增益(2~4dBi)。该天线结构简单、紧凑、低剖面,特别适合于室内基站建设。

一种水平全向平面偶极子阵列天线

基于偶极子组阵结构,设计了一种具有水平全向辐射方向图和水平极化特性的平面天线。该天线由3只偶极子天线组成,每只振子弯折30°并上下交错印刷在PCB板的表面上,构成正六边形环,环的直径为0.45λ0(λ0为中心频率处的自由空间波长)。3只偶极子天线均采用SMA接头直接顶馈,从而省略了偶极子天线的馈电巴伦。通过优化偶极子天线振子长度和间距等结构参数,以及控制馈电相位,实现水平全向辐射。设计和加工制作了一只工作频率为2.45 GHz的天线样品,测试与仿真结果吻合良好,其|S11|≤10 dB的相对阻抗带宽为12.94%(2.367~2.684 GHz),水平全向增益约为1.42 dBi,不圆度小于±0.7 dB。

双锥-线栅型水平极化天线辐射特性研究

从解析解和近似解的角度分析了双锥-线栅型水平极化天线的特性阻抗,运用电磁仿真软件CST MWS对该水平极化天线的辐射特性进行了计算,分析了地面反射及架设系统对辐射电场的影响,从幅值、上升时间及半高宽等方面,对半锥角、圆锥底面半径和扩展天线根数不同时的辐射电场波形进行比较。研究结果表明:扩展天线可很大程度上延续双锥天线的辐射特性;随着圆锥半锥角度数的增加,辐射场幅值变大,但场均匀性变差;双锥底面半径在选取范围内产生的辐射场波形相差不大,但随着锥底面半径的减小,电场幅值减小,波形平滑度下降;扩展天线根数过多会使距离中心位置较远的电场波形峰值变得扁平化,且有上扬趋势;架设系统对波形的主要特征无影响。

一种宽带水平全向平面天线设计

为提高水平全向天线的带宽,设计了一种宽带水平全向平面天线。该天线由4只弧形偶极子天线组阵构成一个圆环,每只偶极子天线振子交错印刷在印制板的上下表面。将4只弧形偶极子远场方向图叠加组合为水平全向辐射方向图;在每只偶极子振子上开缝并在印制板边缘加载寄生贴片,增加天线的带宽。设计和加工制作一只天线样品,测试结果表明,该天线能够在2~3.71 GHz实现|S 11|<10 dB,相对带宽达到60%,水平全向平均增益约为1.36 dBi,不圆度小于±1.5 dB,测试与仿真结果吻合良好。

一种双金属板加载的水平极化全向天线

设计了一种双金属板加载水平极化全向天线,包括顶端反射板、微带天线、支撑介质柱和底端反射板等4个部分。微带天线由4个弧形微带偶极子沿圆周排列组成;介质柱的法兰固定天线;顶端和底端金属板对称地放置于微带天线上下两侧,调整顶端和底端金属板的尺寸可以改变波瓣仰角。仿真结果表明,天线在10%的相对频带内端口驻波小于1.5;方位面内增益高于2.3 dB,增益起伏小于1 dB,交叉极化电平低于-30 dB。测试结果表明,在频带内端口驻波小于1.7;方位面波瓣起伏约2.1 dB。

一种具有低不圆度的宽带水平极化全向天线

针对传统小环形全向天线相对阻抗带宽小、不圆度高的问题,设计了一种具有低不圆度的宽带水平极化全向天线。此天线包括三个弧形电偶极子、三组引向器和一个宽带馈电网络。三个弧形电偶极子被均匀地印刷在圆筒形的介质板表面并由宽带馈电网络激励,实现水平全向辐射。电偶极子上方加入三组引向器,可扩展天线的带宽和降低天线的不圆度。一分三功分器与宽带巴伦构成了此天线的馈电网络,采用馈电网络与天线一体化的设计方法,使天线结构小型化。设计并加工了尺寸为0.18λ×0.18λ×0.18λ(λ表示最低工作频率对应的波长)的天线样品。测试结果显示,天线相对阻抗带宽可达到51.6%(2.3~3.9 GHz,VSWR<2),在工作频段内天线不圆度小于1.2 dB。

一种柔性水平极化全向天线的设计方法

介绍一种适用于小型电子干扰设备的柔性水平极化全向天线,其设计原理源于射频电流均匀分布的环形天线。该天线用一种巧妙的方法降低柔性水平极化全向天线的实现难度,具有方位全向起伏小、结构简单和成本低廉的特点,可广泛应用于可展开诱饵设备。