Design of Three-Element Circular Polarization Antenna Array Based on Sequentially Rotated Feed Technique

Circularly polarized antennas are used in communications between ground stations and satellites to achieve reliable communication links.The right-hand circular polarization and left-hand circular polarization are two types of circular polarization in satellite communications,they are used to support uplink and downlink communications.Circularly polarized antennas are used also in radar system for target detection,tracking and identification.The“three-element circularly polarized microstrip array antenna”is designed to produce left-handed circular polarization,make its size compact,make its bandwidth wider than 3.7-4.2GHz and achieve high gain.Circular polarization element antenna and three-element circularly polarized microstrip array antenna are designed and simulated in software HFSS,and the circular polarization element antenna is manufactured and tested in anechoic chamber.For circular polarization element antenna and three-element circularly polarized microstrip array antenna,the study analyzed these parameters:AR,S(1,1),VSWR,bandwidth,normalized impedance,gain and realized gain,radiation efficiency.After optimized,the study get the required results of them.

微带磁流振子天线综述

文章综述了微带磁流振子天线的最新发展情况,从理论上对比了微带磁流振子天线和电流振子天线的辐射机理,阐述了微带磁流振子具有水平极化和高增益的新颖性,最后介绍了微带磁流振子在新型天线阵列、圆极化天线、高增益天线的应用。

C/X双频双圆极化共口径微带天线设计

设计实现了一款C/X双频双圆极化共口径微带天线,在C/X频段均能以双圆极化方式工作,有效提高了天线的口径利用率。采用寄生结构和L型探针耦合馈电拓展了天线的阻抗带宽;以嵌套方式将X波段天线置于C波段天线的间隙处实现了共口径设计;通过对称反相馈电技术实现了良好的交叉极化比。测试结果表明,C波段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别大于23%和17%;X波段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别大于28%和18%;测试频点处的交叉极化比均大于25 dB。

基于H形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线

制作并测量了一种基于H形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线,并讨论了天线的各结构参数对天线性能的影响。测量结果表明:通过Wilkinson功分器馈电,可使天线驻波带宽达47.5%,轴比带宽达50%,方向图前后比达-21dB,实现了低后瓣宽带圆极化微带天线的设计。

宽带宽角圆极化贴片天线的实验研究

本文提出一种新的宽带宽角圆极化微带天线设计方法,在利用容性探针近耦合馈电的基础上,通过平衡馈电,使贴片天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和宽角轴比带宽(45°圆锥空域内的AB≤3dB)达到20％以上.实验测试表明,利用该方法设计的贴片天线的带宽达到26.33％(VSWR、宽角AR同时满足要求),从而证实了该方法的正确性和实用性.

单馈点圆极化GPS微带天线

在腔模理论基础上利用微扰方法分析与设计了单馈点圆极化微带贴片天线。通过对用于 GPS的单馈点圆极化微带贴片天线测试表明 ,结果与设计预估十分一致。天线除结构紧凑 ,易于微波集成外 ,还具有十分优良的圆对称半球波束、良好的广角圆极化和阻抗匹配特性 ,对 GPS应用来说是一种性能优良的天线。

GPS双频圆极化微带天线的设计

设计了一种新型测量型GPS微带天线.这种天线采用双层贴片结构的形式,上下两层贴片均采用了均匀分布的四馈点馈电方案,在要求的带宽内满足双频(L1/L2)圆极化特性的同时实现了小型化.采用对天线贴片切角和添加短截线的综合方法,有效地提高了天线的辐射效率.利用HFSS软件对天线模拟仿真与优化,并进行实物加工.模拟结果表明,在所设计的带宽内天线的各项特性均符合设计要求,且测试结果与仿真结果吻合良好,满足实际测量需求.

小型化北斗导航圆极化天线研究

结合多种贴片开槽方案,采用正交馈电圆极化激励方式,实现了一款北斗B3(1 268.52±10)MHz频点导航天线的小型化设计。通过电磁仿真软件HFSS对其结构参数进行优化仿真分析,数值结果表明:小型化天线在B3处的顶空增益为3.69 dB,低仰角增益≥-1.5 dB(≤±70°),反射损耗小于-10 dB的带宽为20 MHz,带内轴比≤2 dB。该小型化天线贴片尺寸相比同介电常数基板的同频点未开槽天线缩小72.8%,具有一定的应用前景。

倾斜波束非对称SAARS微带天线设计

为了实现圆极化天线的倾斜波束,在单臂阿基米德螺旋(Single-Arm ARchimedean Spiral,SAARS)天线的基础上,联合柱状螺旋天线的非对称结构,设计出了一款波束倾角为30°的等圈非对称圆极化天线.通过对螺旋臂参数和馈电连接线的优选,拓展了天线的带宽,优化了天线的辐射性能.在垂直孔径同轴馈电方式的激励下,同时考虑电压驻波比小于2、轴比小于3dB和30°倾斜波束的条件,天线工作的相对带宽约达16.7%.仿真和实测结果吻合较好,表明所设计的天线不仅具有良好的带宽、较高的增益,同时实现了圆极化波束倾斜.

缝隙耦合馈电宽带圆极化天线设计

设计了一种宽带圆极化微带天线。该天线工作在L波段,采用Wilkinson功分器结合90°移相段,借助正交H型缝隙向圆贴片辐射单元耦合馈电,通过提高双端口的隔离度改善了圆极化性能,引入厚度可调空气层进一步优化了工作带宽。测量结果表明:驻波小于2带宽达50.4%,轴比小于3dB带宽达32.0%,中心频点0dB以上增益覆盖范围达到115.5°,轴比小于3dB覆盖范围达到157.5°,实现了天线宽频带和宽覆盖角圆极化性能。

S波段宽带圆极化微带天线设计

提出了一种S波段宽带圆极化微带天线。该天线采用切角方形贴片实现圆极化辐射,利用差分馈电抑制高次模改善轴比,通过贴片上开双十字槽和增加空气层扩展带宽。矩形贴片尺寸为38 mm×38 mm,天线高度为14.7 mm。测试结果表明该天线在实现宽带工作的同时具有良好的圆极化特性,同时满足反射系数S11≤-10 d B和轴比AR≤6 d B的有效带宽为22.3%。

宽带宽波束圆极化微带八木天线

提出了一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线.通过移除部分接地板结构,有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度.等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带.数值仿真与实验结果表明:该天线同时满足驻波比RVSW≤1.5及端射方向轴比RA≤3dB的相对带宽为11%.天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性,方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°,同时具有较高的辐射前后比.良好的工作特性表明此天线可作为机载或弹载通信的备选天线.

一种宽频圆极化H形缝耦合微带天线设计

设计了一种具有较低背向辐射的宽频带圆极化口径耦合微带天线。在口径耦合单元的馈线上附加一对寄生微带线枝节来阻抗匹配,以实现宽频带;利用H形口径耦合,减小贴片单元的后向辐射,提高天线效率;用威尔金森功分器移相器,使得两口径耦合馈电端口的正交电场相位差90°,从而获得圆极化波辐射。对提出的天线进行仿真及优化设计,最终天线获得了42.8%的阻抗带宽(VSWR<2),在30%带宽内获得了良好的圆极化性能(轴比<2dB;特别在1200MHz～1540MHz带宽内,具有最优的综合性能,具有6dBi以上的增益、20dB以上的前后比和交叉极化鉴别率。

一种低成本的海事卫星移动终端天线

提出一种适用于宽带全球局域网(BGAN)地面移动终端低成本天线的设计方案。通过选用泡沫塑料和铝箔材料,采用叠层微带天线阵结构及多种展宽带宽的方法来实现天线设计,并进行了电磁仿真优化。最后对天线进行了加工试验,测试结果表明天线在整个海事卫星通信工作频带内驻波比小于1.5,增益高于14dB,3dB广角轴比大于21°。本文所设计的天线已成功应用于HNS9201移动终端。

毫米波圆极化单脉冲阵列天线的研究

在腔模理论基础上分析了单阵元圆极化微带贴片天线,研究了圆极化微带阵列天线的设计方法,采用相位旋转法设计了中心频率为35.75GHz的64元圆极化微带阵列天线与平面和差结构,使天线和和差馈电处于一个平面。利用Ansoft公司的HFSS软件进行了仿真优化。经过对天线实物的测试,此天线提供了21dB的增益,具有良好的轴比和驻波比,差波束零值深度大于20dB。

一种GNSS双频圆极化天线的设计

基于腔模理论,结合多馈点网络和短路销钉加载等技术,提出并设计了一种双频圆极化层叠结构的微带天线。通过时域有限差分法(FDTD)模拟仿真,结果表明,该结构可实现双频圆极化,并具有尺寸小、频带宽等特点,这些特性使其在未来的无线通信领域中有着重要的发展和应用前景。

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5mm×3mm,阻抗带宽为870-936 MHz,3dB轴比带宽为900-918 MHz,最大增益为3.5dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。

2.4 GHz宽带圆极化微带天线的研究与实现

针对当前已有圆极化微带天线有效带宽窄、尺寸大等缺陷的现状,设计了一种应用于2.4GHz无线传感网络的宽带圆极化微带天线.采用AnsoftHFSS建立了天线的模型,并对其主要结构参数进行了仿真分析,最终推导出了天线的最优结构参数.最优结构参数下的仿真结果显示,天线的-10dB阻抗带宽达到了63.5%,3dB轴比(axialratio,AR)带宽达到了17.5%.同时,采用矢量网络分析仪对天线实物进行了回波损耗测试,测试结果与仿真结果吻合.最后,将设计的天线加载到CY2420通信节点上进行通信性能的测试,测试结果表明:加载了该宽带圆极化微带天线的节点在150m处的平均丢包率为0.36%,且天线任意方向下的丢包率基本相同.从测试结果可以看出该天线具有良好的圆极化特性和实用特性.

基于LTCC工艺双频GPS陶瓷微带天线研究

在空腔模型理论基础上,利用微扰法对切角矩形微带天线进行严密的数学推论。并设计了GPS双馈点双频圆极化陶瓷微带天线。根据设计公式计算出结构参数,在Ansoft-HFSS软件中建立天线模型,通过参数优化得到天线参数,并利用LTCC工艺进行样品制作。结果表明:样品天线工作在1 575 MHz和1 227 MHz时,10 dB带宽均大于10 MHz,回波损耗均小于-15 dB,轴比均小于4 dB,仿真结果与测试结果相似。总结了天线小批量生产的经验,提出了进一步小型化的研究方向。

一种空中辐射场测量用低轴比圆极化天线设计

在进行高功率微波(HPM)空中辐射场测量时,由于来波信号极化角度难以确定和受空中平台姿态影响等因素,普通线极化接收天线难以确保极化匹配,天线的极化失配会进一步降低辐射场参数测量的精确性。为了降低极化失配影响,在梯形微带圆极化单元天线分析设计的基础上,采用四阵元依次旋转90°和依次移相馈电的方式组建了一种低轴比微带圆极化阵列天线,该天线采用功分器和移相器作为馈电网络,天线在9.7GHz实测增益约为9.4dB,1dB波束宽度约17.4°,轴比约0.4dB。应用该圆极化天线可将极化失配引入的不确定度降低到0.2dB以下,可满足高功率微波空中辐射场的精确测量需求。