一种新型极化可重构微带天线

利用互补开口谐振环(CSRR)结构提出了一种新型极化可重构微带天线。将CSRR 和一个PIN 二极管开关加载在天线的地板上,通过控制二极管开关的状态,可以实现左旋圆极化和线极化之间的切换,无需额外的偏置电路。利用仿真软件分析了CSRR 的尺寸和位置对天线圆极化特性的影响。所设计的天线工作在5. 8GHz 频段范围,测试结果与仿真结果吻合较好。实验结果表明,在圆极化状态下,中心频率5. 77GHz,-10dB 阻抗带宽约360MHz,最小轴比为1. 5dB,3dB 轴比带宽为80MHz;线极化状态下,中心频率5. 72GHz,-10dB 阻抗带宽约200MHz。天线增益均为6dB 左右,具有良好的方向性,可用于现代无线通信系统中。     

加载EBG反射板的圆极化偶极子天线

本文介绍了一种通过加载电磁带隙结构(Electromagnetic band gap,EBG)反射板来辐射圆极化电磁波的偶极子天线。该EBG反射板由矩形单元组成7×5阵列,印制偶极子天线谐振中心频点是5.2GHz。从仿真结果看,该偶极子天线能够有效地辐射圆极化波,阻抗带宽达到了0.65GHz,极化带宽达到了0.13GHz,天线增益达到了7.8 d B。     

基于环形极子的太赫兹超宽带圆极化阵列天线

以方环单极子天线为基础,设计了一种太赫兹频段超宽带圆极化微带阵列天线。提出的新型低剖面环形天线单元由C型结构和改进后的接地结构组成,实现了天线表面电流不对称流动以及电流的最优纵横比,辐射圆极化波;采用2×4天线阵列不仅提高了天线增益,而且增强了其方向特性。仿真结果表明,该阵列天线的阻抗带宽为67.42%(193.86~391.02 GHz),圆极化轴比带宽可完全包含该频段,且在该频段内峰值增益为15 dBi,在太赫兹通信设备中具有广阔的应用前景。     

一种方向图可重构圆极化阵列天线的设计北大核心CSCD

为了实现天线波束的灵活重构和调控,提出了一种方向图可重构圆极化阵列天线。阵列天线选用L型探针耦合馈电以拓宽阻抗带宽和圆极化轴比带宽,并基于提出的相位变换器设计输出端口间相位差可调的馈电网络。通过控制馈电网络中相位变换器上各PIN二极管工作状态,实现了天线的主辐射波束指向在+40°,+15°,-15°和-40°角度间切换。实测结果表明,该阵列天线在四种工作状态下的重叠阻抗带宽约为22%(2.2~2.74 GHz),重叠轴比带宽约为12.2%(2.33~2.62 GHz),且圆极化峰值增益为6.48 dBi。     

基于结构复用的双频圆极化共口径天线设计

提出了一款低剖面宽波束高口径利用率的双频圆极化共口径天线。天线采用结构复用的设计理念,规划拓扑布局,设计不同类型的天线单元。上层采用微带环形贴片使其工作在无人机数据传输频段(1430－1444 MHz),下层采用微带圆形贴片使其工作在无人机遥控频段(2408－2440 MHz)。环形贴片既是低频辐射器,同时也作为高频引向器进行波束调控,实现宽波束特性。仿真和测试结果表明,该天线具有良好的阻抗匹配和圆极化特性,阻抗和轴比带宽均覆盖了无人机通信系统的两个工作频段,同时天线的剖面高度仅为0.07λ0。因此,实现了结构紧凑、性能可控的宽波束双频圆极化共口径天线,在无人机通信系统中具有潜在的应用价值。     

一种基于5G应用的圆极化微带相控阵天线

本文提出一款应用于5G频段,可实现方位面±40°波束扫描的圆极化微带相控阵天线。该相控阵天线单元是由矩形贴片、上下介质板、缝隙耦合馈电结构、金属反射板构成。利用切比雪夫综合法的一分八不等分功分器实现相控阵天线的馈电形式。测试结果表明,阵列天线的驻波比带宽为3.25 GHz～3.69 GHz,端口隔离度大于25 dB,扫描过程中增益最大为21 dB,增益衰落小于3 dB,最大扫描角处轴比为2.89 dB。该天线具有低剖面、高隔离度、高增益以及良好的波束扫描性能等优点。     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

宽频带宽角域扫描的圆极化相控线阵设计

针对传统相控阵工作频带窄、圆极化波束扫描角度小的问题,设计了一款宽波束天线单元以及1×6相控线阵。采用叠层贴片技术展宽天线的阻抗带宽,设计新型的三维地结构拓展天线的波束宽度,利用介质匹配层技术改善天线在低仰角区域的阻抗匹配,并通过双点馈电实现圆极化辐射。仿真与实测结果表明,天线单元的3 dB波束宽度在4.3~5.6 GHz的频带内均大于115°。天线阵列在4.5~5.3 GHz的频带内,主波束的最大扫描范围为-57°~58.5°,其3 dB波束覆盖范围达到185°,在主波束的扫描范围内轴比小于6 dB,具有良好的宽频带宽角域的圆极化扫描特性,在卫星通信、移动基站等领域有广阔的应用前景。     

一种LTCC叠层耦合馈电圆极化微带天线的设计

设计了一种低温共烧陶瓷(LTCC)低剖面圆极化叠层耦合微带贴片天线.该天线采用层叠结构,在辐射基板正面采用分形的辐射贴片来降低天线尺寸并拓展带宽;在馈电层基板正面开“十字”槽,在其反面通过使用威尔金森功分器加移相器网络对“十字”槽馈电,使得耦合馈电端口的正交电场相位差90°来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅3 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过60 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到5 dB.     

超宽频带圆极化微带天线阵列的设计

提出了一种多层结构的宽带圆极化辐射单元,该单元采用上下2个贴片切角和空气层的层叠结构,实现了天线的宽带圆极化和宽带匹配特性.在此基础上,利用圆极化天线阵的宽带馈电技术,设计了一种超宽频带四元组合圆极化微带天线阵.经过仿真计算,天线工作于C波段时,阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了41%(VSWR<2)和34%,其带宽对一般的圆极化微带天线有大幅度的增加.该超宽频带的圆极化天线在通信、雷达等领域的应用前景相当广阔.     

一种新颖的宽带圆极化单极天线

该文设计了一种新颖的宽带圆极化单极子天线,该天线采用微带馈电模式。天线由C型贴片和改进的地板组成,整个天线尺寸仅为25×25×1 mm3。通过在C型贴片上切角和在地板上增加三角形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。该文给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.35～12 GHz(相对带宽为93.6%),3 dB轴比带宽为4.15～11.8 GHz(相对带宽为95.9%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

一种面向无线通信应用的宽频带圆极化天线阵

提出了一种新型宽频带2×2方形缝隙槽圆极化天线阵.天线阵包含一个连续旋转馈电结构、4个非对称U型馈电枝节和一个方形槽接地板.与传统圆极化天线阵所采用的L型馈电枝节不同,首次提出了一种新型非对称U形馈电枝节来改善天线的圆极化性能.利用这些枝节和缝隙槽作为微扰元素,缝隙槽天线阵可以激发多重圆极化谐振模式,进而产生宽频带的圆...     

Development of wideband CPW-fed hexagon-shaped circularly polarized slot antenna for wireless-communications

A hexagonal shaped circularly polarized (CP) wideband slot antenna using multiple stubs has been proposed and investigated. A hexagonal slot is created in the ground plane with tapered sections improving the impedance matching. Two radiators are incorporated in the structure, which is responsible for generating orthogonal degenerate modes; hence, CP radiation is achieved for the proposed antenna. For enhancing the gain of antenna, one radiator is directly connected to feed line and another one embedded in the ground plane. An inverted L-shaped arm is inserted in the slot to enhance and tune the circular polarized behavior. The presented radiator have input reflection coefficient ranges from 5.67 to 8.50 GHz (39.97%) and axial ratio bandwidth (ARBW) of 5.60–8.50 GHz (41.13%). The proposed antenna provides overlapping bandwidths of 5.67–8.50 GHz (39.97%) having average gains of 5.25 dBi within the entire frequency bands. The presented antenna is exceptionally good for the application of mobile and satellite communications.     

具有谐波抑制功能的共面波导轻薄整流天线

为解决对无人机、平流层飞艇等空中移动目标无线输能时机载接收端整流天线质量大,占居飞行器有效载荷多的难题,设计了一种具有谐波抑制功能的共面波导轻薄圆极化整流天线。该整流天线采用集中式整流方式,通过将整流电路直接集成在微带天线接地板上,实现了质量轻,尺寸小,剖面低,易共形的圆极化整流天线。该天线工作在5.8 GHz,采用共面波导耦合馈电,并在馈线上直接加载共面波导谐振结构进行谐波抑制,具有较宽的工作带宽。整流电路采用倍压整流形式,利用贴片电容作为直通滤波器进行直流滤波,电路结构简单。该整流天线结构紧凑,质量仅6.28 g,剖面厚度0.5 mm,最佳整流效率63.84%,测试结果与仿真结果吻合良好,验证了该设计的可行性。     

一种全向圆极化微带天线

介绍了一种平面结构的全向圆极化微带天线。天线由两个带有简并分离单元的矩形贴片组成，两个贴片背靠背地分布在共面波导的上、下两面。天线基片宽度较窄，导致天线在方位面内实现全向辐射。设计并实测了一个工作于Ku波段的天线，实测的阻抗带宽达到5．4％，天线在方位面的圆极化轴比均小于2．8dB。该研究为下一步进行毫米波全向圆极化天线的研究奠定了基础。     

基于人工阻抗表面的毫米波圆极化全息天线

基于全息光学原理,提出并设计了一种加载相位调制的毫米波圆极化全息天线,天线由电小尺寸的人工阻抗单元按表面阻抗分布参数排列而成。利用横向谐振技术分析了标量人工阻抗单元表面阻抗的计算方法,建立了单元尺寸与表面阻抗之间的数据库。给出了干涉表面的阻抗分布参数计算方法,通过加载相位调制,实现了全息天线的圆极化。利用Matlab-HFSS联合建模仿真,建立了毫米波圆极化全息天线的基本模型,仿真结果表明,天线工作于35 GHz,波束沿法向偏转35°,中心的轴比小于1.5 d B。     

Multi band multi polarized reconfigurable circularly polarized monopole antenna with simple biasing network

Design of a reconfigurable multiband multi polarized monopole antenna with simple bias circuit is presented. The proposed antenna consists of simple radiating truncated rectangular patch with a cross-shaped slit and a ground plane embedded with L-shaped slit. The antenna produces two separate impedance bandwidth with three senses of polarization namely right hand circular polarization, left hand circular polarization and linear polarization. PIN diode is used to reconfigure the L-shape slit in the ground plane. The antenna generates dual band behavior with multiple circularly and linearly polarized bands. With OFF state of the diode, the impedance bandwidth of the antenna is 10.22% and 83.43% from 3.99 GHz to 4.42 GHz and 5.84 GHz to 14.20 GHz, respectively, while 3-dB axial ratio bandwidths are 9.83% and 13.73% from 5.79 GHz to 6.39 GHz and 8.49 GHz to 9.74 GHz, respectively. In the ON state, antenna also shows the dual band behavior with an impedance bandwidth of 49.10% and 21.31% from 7.20 GHz to 11.04 GHz and 12.66 GHz to 15.37 GHz, respectively, while 3-dB axial ratio bandwidth of 6.49%, 8.45% and 2.0% from 7.90 GHz to 8.43 GHz, 10.08 GHz to 10.97 GHz and 12.87 GHz to 13.13 GHz, respectively.     

An offset CPW-fed triple-band circularly polarized printed antenna for multiband wireless applications

An offset coplanar waveguide (CPW)-fed triple-band circularly polarized tilted asymmetrical E-shaped printed antenna for multiband wireless applications is presented in this paper. The antenna mainly consists of a tilted asymmetrical E-shaped patch and excite by a 50 Ω offset CPW feed line using a transformer for impedance matching to generate wide quad operating bands. By properly embedding rectangular slots in the tilted asymmetrical E-shaped patch and triangular stubs loaded modified CPW ground plane, the antenna reveals triple-band circular polarization (CP) features. Numerical analysis and experimental validation of the antenna structure have been carried out and results are presented. The mechanism of triple-band CP operation, analysis of surface current distributions, design procedure, and parametric study of the design is discussed in details. It is well suited for the application of UMTS-2100, 3.5/5.5 GHz WiMAX, 5.2/5.8 GHz WLAN, ITS, downlink of X-band satellite communication, and ITU 8 GHz bands.     

新型X波段圆极化介质谐振器天线

提出了一种工作于X波段的新型圆极化矩形介质谐振器天线。该天线是一块矩形介质谐振器嵌入到介质基板中并通过U型微带线激励。天线的接地面采用缺陷地的结构,可以通过调节该缺陷地对角的大小来产生2个正交模式实现圆极化,有效解决了一些圆极化天线馈电网络复杂的缺点。所设计天线的阻抗带宽为8.88~10.22 GHz。天线的轴比带宽为9.56~9.92 GHz,可应用于卫星广播、航空无线电导航业务和无线电定位。