Radiation characteristics of ring patch antennas with capacitive feed patch

Ring patch antennas have the characteristics of electrically small size as decreasing the width of the conducting portion compared to those of conventional patch antennas.In the ring patch antenna,using capacitive feed method is suitable for impedance matching.The effect of the size of the feed patch on the input impedance of the square ring patch antennas are analyzed and radiation patterns of the square ring patch antennas are compared to that of a square conventional patch antenna by the simulated results.

基于拓扑变换的共形超材料高增益微带贴片天线

微带贴片天线具有体积小、重量轻、剖面低、成本低、易于集成等优点,被广泛应用于各种通信、遥测和探测系统中。但是,微带贴片天线也存在定向增益低的缺点。为此,提出了一种加载共形超材料的高增益微带贴片天线。将方形开环谐振器(Split-ring resonator,SRR)拓扑变换为符合圆形衬底的SRR单元,SRR赋予抑制天线表面波的超材料效应。仿真结果表明,初始的圆形微带贴片天线的谐振频率为10 GHz,增益为6.12 dBi。加载10个拓扑SRR单元的天线的近场参数保持良好,远场增益为7.88 dBi,比初始天线增加了近2 dBi。

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。

单点背馈圆极化正方形环微带贴片天线设计

提出了一种单点背馈的圆极化正方形环微带贴片天线。该天线的辐射贴片由一个正方形环和对角线上的一个L形枝节构成,介质基板为空气层或由FR4环氧树脂板和空气层组合而成的双层介质。通过调节枝节的宽度及枝节上馈电点位置可实现天线的圆极化辐射。结果表明:介质厚度为0.049λ0(λ0为中心波长)时,天线的阻抗带宽大于6%,圆极化带宽为1.8%,最大增益可达8.7 d B,最小轴比小于0.5 d B。与普通的空气介质贴片天线相比,天线的贴片面积缩小了47%。

兼容4G/WiFi/WiMAX的新型宽带人工电磁媒质天线设计

设计了一款新颖的基于互补开口谐振环结构和条形缝隙的贴片天线。通过在金属贴片上蚀刻圆环形互补开口谐振环结构,并且在金属接地板上蚀刻条形缝隙完成天线的人工电磁媒质结构设计,它们和介质板共同作用将天线工作频段明显扩宽到1.7-2.98 GHz和3.99-5.34 GHz。该天线仅使用单层双面覆铜板即可完成加工,具有结构简单的特点。同时,天线的电尺寸仅有0.408λ0×0.408λ0×0.008 6λ0（在天线最低工作频率1.7 GHz处）,且最大增益为6.04 d Bi;可以同时兼容中国的第四代（4G）移动通信的所有频段（1.88-2.66 GHz）、Wi Fi频段（2.4-2.484 GHz）和微波存取全球互通（Wi MAX）频段（2.5-2.69 GHz）。

带寄生贴片的圆盘形方向图可重构天线设计

提出了一种新的带寄生贴片的圆盘形方向图可重构天线。天线主要由位于中心的圆形贴片和周围环绕的五个带U型槽的扇环形寄生贴片组成。该天线工作在5.5GHz WiMAX(全球微波接入互操作性)波段范围内,在谐振频率点具有较好的阻抗匹配特性。通过控制开关,天线可以在θ=45°的面内实现五种定向方向图变化。计入方向图增益及波瓣宽度,可以实现波束全向覆盖。天线方向图的旁瓣和后瓣较小,主瓣方向最大增益可达6.3dB,定向辐射特性显著,具有较强的抗干扰能力。该天线尺寸小、剖面低。还分析了一些重要结构参量对天线性能的影响。天线的仿真与测试结果具有较好的一致性。

用于产生OAM涡旋光束的圆极化正八边环形贴片天线

针对目前已有的轨道角动量(OAM)的生成方法的不足,设计了一种能够产生多个OAM拓扑荷的圆极化正八边环形贴片天线,对该天线的回波损耗、二维增益方向、三维增益方向和空间辐射相位分布等性能指标进行了仿真研究,仿真结果表明各项性能指标符合要求。

基于开口谐振环的风车型多频天线

提出了一种基于开口谐振环的新型风车型多频天线。为了使天线工作在UMTS(2100)、WLAN(2.45 GHz)、Wimax(3.5 GHz)及X-band卫星下行通信(7.2 GHz^7.6 GHz)频段上,设计了风车型四频天线。基于该天线,通过在馈线侧加超材料开口谐振环,改变天线表面电流分布及辐射特性,衍生新工作频段,实现了天线的五频与六频。通过改变开口谐振环的参数实现了天线新频点可调,而且新频段能够单独控制。最终天线的新频段包含WLAN(5.2 GHz)与WLAN(5.8 GHz)两个频段,实验与仿真结果一致,具有较好的实用价值。

一种结构紧凑的八木-宇田圆极化天线

基于八木-宇田概念提出了一种使用多节印刷方环谐振器的紧凑型圆极化天线。该天线一共有8节（节与节之间有空气隔开）：1个反射器,1个激励振子和6个引向器。局部接地的开槽贴片耦合器集成在激励振子的方环谐振器内部,以激励环形谐振器的2个正交线极化基模,从而实现圆极化辐射。为了获得高定向性圆极化辐射方向图,采用印刷在底部介质板上的折叠方环作为反射器,并将6个方环作为引向器放置在激励振子的顶部。设计、加工并测试了一个工作在440 MHz的原型天线,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。由于开槽贴片耦合器和折叠方环反射器的小型化,使该天线的横向尺寸仅为约λ0/4×λ0/4。

生成轨道角动量的紧凑型圆极化圆环组贴片天线

可用于无线通信具有轨道角动量(OAM)的涡旋电磁波因其可在同一频率上同时传输多个信号而备受关注。然而,大多数产生OAM的方法结构较复杂或成本较高。文中创新性地提出一种产生OAM由三个圆环形贴片组成的贴片天线,这种圆环组贴片天线要优于之前提出过的相控天线阵列等,它结构简易紧凑且易于实现,较大地节约了经济成本。每个圆环贴片都可产生不同特定模式的圆极化电磁波,通过不同模式电磁波的组合进而产生具有OAM的涡旋电磁波。在对所提出的圆环组贴片天线进行理论分析的基础上,通过模拟仿真得到的结果比较理想,进而验证了该圆环组贴片天线的创新性。

基于3D打印技术的宽带圆形微带天线

该文介绍了一款环形耦合的圆形贴片天线。采用圆形金属贴片作为天线的辐射贴片,通过在介质板上引入两个谐振环,产生两个新的工作谐振频段。通过调节圆形贴片和耦合环之间的高度,进一步拓宽了天线的工作频段。通过3D打印技术对不规则的介质基板进行加工制作,有效解决了传统加工方法加工难度大及生产周期长的问题。测试结果表明,该天线在3.8~5.8 GHz工作频段内,回波损耗小于-10 dB;在5.1 GHz时,天线增益达到8.4 dBi;天线相对带宽为42%,且具有良好的全向辐射特性。天线的测试结果与仿真结果基本吻合。

基于双谐振环超表面的双波束天线

本文提出了一种基于双谐振环超表面的双波束天线.天线由两个相同的印刷偶极子贴片和超表面构成,超表面单元为双谐振环.该天线通过加载超表面实现了波束成形和波束偏转;同时,通过在偶极子贴片辐射臂旁边加入一排短路过孔,抑制了旁瓣,增加了波束的偏斜角度,还使天线的波束宽度变窄.另外,在基板上加载2×2的双谐振环阵列,提高了天线的增益.结果表明,天线谐振频率在3.5 GHz,-10 dB带宽为0.93 GHz,最大辐射波束指向(φ,θ)=(±155°,90°),增益可达到8.02 dBi.

基于互补对称分裂环形谐振器来增强多波段天线带宽的研究（英文）

本文对采用超材料的概念来提高多波段微带贴片天线的带宽进行了研究。所设计的天线由作为周期谐振器辐射单元的矩形贴片和在地面上蚀刻的3x3互补对称分裂环谐振器(CSSRR)组成。互补对称分裂环谐振器加载的地面通过收集贴片产生的电场来增加增益,起到了透镜的作用。文章详细讨论了所提出的周期谐振器天线的等效电路模型,并利用HFSS对结果进行了数值计算。所设计的周期谐振器天线可以工作在C波段和X波段,并且与传统天线相比,具有较高的带宽。