弹载超宽带小型化阵列天线单元及阵列设计

通过天线单元中加载金属化过孔及馈电端采取三级阻抗变换等一系列手段设计一种Vivaldi天线单元,在5~11 GHz频段内驻波VSWR2,物理尺寸只有14 mm(宽度)×32 mm(高度)×1.07 mm(厚度),相比于传统Vivaldi天线,单元宽度尺寸减小了53%,并通过对辐射贴片边缘开槽降低了天线E面耦合,达到了超宽带小型化的设计结果。利用该单元设计了一个7×7的矩形阵列,该阵列全频带内扫描角度可达±60°,满足阵列天线设计要求,可应用于空空导弹弹载的超宽带相控阵天线中。     

双极化共面波导馈电缝隙单极子天线研究

本文研究了一种双极化共面波导馈电缝隙单极子天线。该天线采用缝隙单极子天线作为天线单元,采用水平正交的方式实现双极化。该天线的馈电方式为共面波导馈电,并与SMA连接。在天线底部增加反射板,增强天线的辐射方向性并且提高天线增益。采用电磁仿真软件CST对该双极化天线结构进行建模仿真和优化设计,工作带宽为4. 1～4. 6 GHz。仿真结果表明,在工作范围内,天线的驻波比低于2. 2,隔离度高于20. 836 4 dB,天线辐射方向图的方向性良好,增益在5. 73 dBi以上,波束宽度在37°以上。对设计的天线进行加工测试,测试结果表明,天线的辐射方向性较强,驻波比和隔离度达到了预期要求,验证了该天线设计的可行性和有效性。     

一种平面开槽超宽带天线的设计与研究

提出了一种新型的小型超宽带(UWB)指数渐变开槽天线,此天线用180°微带线相移器馈电网络馈电,研究了其相移器馈电网络的转接特性和反射损耗. 并在辐射部分的前后端分别开小槽缝,改善了带内特性,进一步展宽了天线的频带,使天线的带宽大于3∶1(S11＜ -10 dB).方向图在整个带宽范围内具有较好的方向特性,并在X波段具有良好的对称端射特性,在中心频段增益大于10 dB.     

一种双频双极化微带天线的设计

介绍了一种工作在S波段的新型双频双极化天线，该天线采用探针馈电的方式．通过贴片边缘和中央开缝的方法实现了天线的双频双极化。使用HFSS对该天线进行仿真、优化．得到了较好的结构参数。与传统双频双极化天线结构相比．该天线具有较好的双频特性，相对轴比带宽可以达到4．5％。     

一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线研究

本文研究了一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线。采用单层介质基板,设计了一种微带线-槽线-共面带状线的巴伦结构,天线辐射部分采用指数渐变的Vivaldi天线,设计的馈电巴伦和天线辐射结构方便连接,整个天线具有结构简单、易于设计的优点。采用全波电磁仿真技术,对微带线-共面带状线巴伦进行优化设计,使之满足天线辐射器的阻抗匹配要求。仿真结果表明,在2. 5～3 GHz的频率范围内,设计的天线回波损耗约小于-10 dB,增益大于4 dBi,具有较高的效率。对设计的天线进行了加工和测试,结果表明了设计的有效性。本文设计的Vivaldi天线可用作相控阵天线的单元,具有实际工程意义。     

基于U形槽和寄生条带的双陷波超宽带天线

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,提出了一种双陷波平面超宽带天线。通过在天线的辐射贴片上加载U形槽实现了5.1～5.9GHz频段内的陷波,在接地板上引入寄生条带实现了3.4～4GHz频段内的陷波。仿真与测试显示:该天线在3～11.1GHz的频带范围内具有良好的阻抗特性、辐射方向特性,在其中3.4～4GHz和5.1～5.9GHz范围内具有双陷波特性,与相关文献相比,能够有效地抑制WiMAX和WLAN系统之间的干扰,是一种性能较好、实用价值高、能广泛应用于超宽带系统中的陷波超宽带天线。     

两种超宽带双极天线阻抗特性的FDTD分析

利用FDTD(时域有限差分法)对两种超宽带双极天线的阻抗特性进行了分析，并同文献中提到的单极天线的仿真结果与测量结果进行了比较，得到很好的一致性。结果表明：利用FDTD对超宽带双极天线进行仿真，可以大大缩短对天线的仿真时间，同时又可以反映单极超宽带天线的阻抗特性。     

一种C波段层叠结构宽带圆极化天线的设计

为了满足C波段宽带通信的需求,设计一种缝隙耦合层叠结构的宽带高增益圆极化微带天线.采用双层切角的辐射贴片实现圆极化,并扩展天线的带宽;使馈线偏离介质板的中心,改善天线的轴比特性;采用金属反射板实现天线的定向辐射,并提高增益.天线实测结果表明,-10 dB阻抗带宽达到32.2％ (4.17～5.76 GHz),3 dB轴比带宽达到20.2％ (4.25～5.25 GHz),天线增益在轴比带宽范围内大于8.5 dB.该天线实现了宽频带、高增益等特性,适合应用于C波段宽带通信.     

基于遗传算法的超宽带天线优化设计

为改善传统超宽带天线设计中存在的辐射脉冲波形拖尾振荡问题,提出了一种基于遗传算法的超宽带天线综合设计方法.该方法采用保真系数和回波损耗的适应度函数加权形成目标函数,在确定结构基础上对天线参数进行遗传操作,实现了超宽带天线时域辐射波形的优化设计.根据遗传算法寻优结果设计出一款单极锥天线,并用时域有限差分法对天线的电特性进行了仿真,结果证明该方法有效.优化的变形锥结构在高低平面内辐射波形一致性好,且拖尾振荡明显减小.     

超宽带太赫兹圆锥介质棒天线的快速设计方法

提出了一种快速而有效的超宽带太赫兹圆锥介质棒天线的设计方法,并给出了天线尺寸的设计公式。应用几何光学理论分析天线中波的传输,并应用工作模设计天线。天线内的工作模为基模和二次模,而辐射端只有基模。如果天线半径和长度的关系满足论文所给公式,增益将随着天线长度的增加而增加。设计实例表明,利用该公式设计的天线带宽超宽。该设计公式还可以用于其它微波频率的天线设计。     

单个互补金属开口谐振环双陷波超宽带天线

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,提出基于互补金属开口谐振环实现的双陷波燕尾形平面超宽带天线。与以往的双陷波超宽带天线相比,该方法仅用单个互补金属开口谐振环同样实现了燕尾形超宽带天线的双陷波特性,简化了设计的复杂性,易于加工。对所设计的超宽带天线进行了制作和测量,实测结果与仿真结果吻合较好。     

一种小型双陷波超宽带印刷天线

为了抑制超宽带天线频率范围内WLAN系统的工作频率5.15GHz～5.825GHz和卫星通信系统中X波段的下行频率5.15GHz～5.825GHz,提出了一种小型双陷波超宽带印刷单极子天线。该天线采用微带线馈电,在辐射贴片上开三个半圆环槽,使得天线在上述两个频段处回波损耗大于-10dB,从而避免了与超宽带通信系统的相互干扰。     

单馈等功分周视压缩波导缝隙天线

针对无线电引信波导缝隙天线和馈电网络不满足小型化、一体化设计的问题,提出单馈等功分周视压缩波导缝隙天线。该天线由压缩波导缝隙阵列和E-T波导分支构成,谐振式工作,采用单馈输入等功率分配及双辐射阵元面,实现功分网络与天线一体化;通过对E-T波导分支增加尖劈结构改进,两天线间隔离度提高4dB。经Taylor综合法优化缝隙分布,优化后较均匀分布主副瓣比提高4.5dB。实测结果表明该天线最大增益13.05dB、H面宽度23°、E面最大零深宽度≤10°,与仿真结果基本一致。     

一种双馈圆极化微带天线的设计

设计了一种具有移相功分网络的双馈圆极化微带天线,辐射采用矩形微带贴片,移相功分网络采用带状线.通过构造两个方向正交、幅度相等、相位差为90°的两个电场分量,从而实现天线的圆极化性能.天线工作在S波段,具有超过40％的阻抗匹配带宽(VSWR≤2)和20％的圆极化带宽(AR≤3 dB),天线增益在±60°内大于-1 dB的带宽达到12％.最终将四个天线进行组阵工作,利用四通道对天线进行比相,达到二维测向的功能.     

一种新颖的波导馈电短背射天线的设计

对短背射天线的次反射器进行了圆锥化的改进，使得天线增益提高约0．2－0．3dB，且旁瓣特性也随之有很大的改善，并对影响天线的各个结构参量进行了分析，得出一种性能良好的天线结构，短背射天线具有高增益，低副瓣等良好参量特性，为了适应高功率，高频率的实际需求，本文利用了标准波导进行馈电，最后对所设计的天线进行了实时测量。     

毫米波宽带低旁瓣一维扫描相控阵天线分析设计

为实现毫米波一维扫描相控阵宽带低旁瓣设计,在分析全波矩量法的基础上设计了带宽大于10%、增益19 dBi串馈阵列天线.以串馈阵列天线为辐射单元,设计了8通道一维扫描相控阵天线,利用数字波束形成技术对8通道输出的基带信号进行处理,得到以4°为扫描步进值18波束辐射方向图,其增益为26 dBi、旁瓣电平-30 dB、带宽大于10%.天线结构简单、成本低、波束控制灵活,有利于一维扫描相控阵天线宽带、低旁瓣、小型化、轻量化的发展.     

与弹头共型的超宽带微带引信天线

针对常规微带天线带宽较窄,难以应用到宽频带系统上的问题,提出了超宽带与弹头共型微带天线。该天线以微带贴片天线为设计基础,在对辐射面宽度渐变处理,开窗以及接地面悬空等特殊结构设计,改善阻抗匹配特性。采用基于有限元方法的电磁仿真软件HFSS对所设计的天线进行仿真与测试结果表明,该天线极大的增加了带宽,在3.6～8.5 GHz的频率范围驻波比小于2.0,其相对带宽达到了68%,且天线在整个工作频段内具有良好的辐射特性。     

一种半球面螺旋天线的仿真设计

利用Ansoft高频电磁仿真软件HFSS设计了一种新型的半球面螺旋天线,设计内容包括半球螺旋辐射器和馈电巴伦,给出了天线的驻波、增益、极化、轴比及方向图等随频率变化的曲线。计算与试验结果表明,在(1.8~6.0)GHz的频带内,天线的驻波比均小于2.5,轴比小于3 dB,增益小于4 dB。     

周向前倾弹载介质阵列天线的设计

根据弹载探测系统的探测要求,设计了一款毫米波介质阵列天线.将6个介质天线单元均匀安装在弹体侧向一周,通过波导馈电形成阵列天线.阐述了基本理论和设计方法,给出了设计尺寸.ANSOFT HFSS仿真结果表明,该阵列天线辐射方向图轴向前倾30°,周向方向图接近圆,且在37.8～ 38.9 GHz的工作频段内VSWR＜2,最高增益可达到11 dB.该阵列天线适用于相关工程.     

一种宽带棱台形介质谐振器天线的设计与研究

本文研究了一种棱台形介质谐振器天线。该天线使用棱台形的介质谐振器作为辐射体。天线的馈电方式采用同轴探针馈电,探针连接在介质谐振器附有的梯形金属枝节上,梯形金属枝节用来实现阻抗匹配。通过设计介质谐振器与梯形枝节的结构参数,实现了预期的性能要求。采用全波电磁仿真技术对该双极化天线结构进行电磁仿真和优化设计,仿真结果表明,在3.5～5. 5 GHz工作频率范围内,设计的介质谐振器天线的电压驻波比小于2;在中心频点上交叉极化电平低于-70 dB,在E面和H面上的波束宽度均大于90°。对设计的天线进行加工测试,测试结果表明,该天线实现了预期的辐射性能,验证了该介质谐振器天线设计的有效性。