一种新型双频宽波束四臂螺旋天线的设计

根据移动卫星通信和卫星导航定位中对天线宽波束、圆极化和低仰角增益等要求,设计了一种新型的双频四臂螺旋天线,通过将工作于不同频段的两副结构类似的天线以内外共轴的方式形成一个整体来实现双频工作。天线通过开槽线巴伦实现平衡馈电,利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的宽波束圆极化特性。测试结果表明。实测和仿真结果基本一致,天线在两个频段都实现了较好的宽波束圆极化特性。     

一种用于无线电高空测候器的谐振式四臂螺旋天线的设计

在卫星通信和定位设备中,为了迅速完成定位和通信功能,一般要求天线具有较大的波瓣宽度和较好的低仰角增益。设计了一种谐振式四臂螺旋天线,采用等幅馈电、相位依次相差90°的方案,实现了宽波束和圆极化,天线在上半空间的增益分布十分均匀。最后采用有限元方法对其辐射特性进行分析,计算结果与测试数据的一致性好。     

宽波束四臂螺旋天线的设计

针对卫星通信中天线方向图的圆极化宽波束需求,给出了一种四臂螺旋天线的设计方法。通过无限巴伦实现平衡馈电,并利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的圆极化特性。采用Ansoft HFSS软件进行仿真及优化设计,加工了两种尺寸的天线实物,测试结果表明,实测和仿真结果较一致,两副天线的3dB波束宽度分别达到124°和180°。     

一种RFID小型圆极化四臂螺旋天线

设计了一种用于UHF频段射频识别系统的小型右手圆极化四臂螺旋天线。天线由印制在微带介质板的4个长条形臂组成,通过微带功分器馈电。天线在进行4个端口的单独匹配和功分器相连时,需采用一种新的匹配方法。通过仿真优化,天线尺寸为60 mm×60 mm×6 mm,峰值增益为3.8 dB,带内轴比＜3 dB,3 dB波束宽度＞120°,前后比＞15 dB。实物测试结果与仿真结果吻合。     

小型化介质加载方形四臂螺旋天线

本文采用了新的介质加载方法来设计卫星定位系统中手持机的天线。与传统的空心四臂螺旋天线相比,介质加载四臂螺旋天线的体积大大缩小,只有8mm*8mm*18mm,仿真结果表明,介质加载天线的增益为1.2dB,左右旋极化隔离度达到29dB,3dB轴比波束宽度为127度,前后比小于27.3dB。实测的设计频点处的回波损耗仅为-23.3dB,亦即驻波比VSW R=1.147。     

四臂螺旋天线设计与实现研究

文章介绍了四臂螺旋天线的结构特性和几何尺寸、螺旋模式;设计了一种小型四臂螺旋天线,采用巴伦平衡结构的自相移馈电方式馈电,将螺旋臂印刷在高介电常数陶瓷柱上,减小了天线的体积,通过仿真分析,该种天线具有良好的宽波束和圆极化特性。     

一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题,设计了一种新型四臂螺旋天线,采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电,采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好,结果显示,在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~2 dB,天线轴比保持在2以内,馈电网络高度降低了1.5 cm。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。     

具有紧凑馈电网络的宽带四臂螺旋天线

传统的自相移馈电四臂螺旋天线(QHA)由于最小回波损耗频点和最小轴比频点不在一个频率上,因此,难以在较宽的频带内同时满足良好的阻抗匹配和圆极化特性.虽然采用功分相移网络馈电可以解决上述问题,但是馈电网络尺寸普遍较大,难以应用于手持机上.本文提出了一种底部带有紧凑的功分相移馈电网络的四臂螺旋天线,可以在宽频带内实现四个输出端功率平衡输出,相位两两相差90度.所提出的馈电网络使得四臂螺旋天线既可以实现宽带圆极化辐射,又具有小尺寸,非常适合GPS、北斗移动手持设备的应用需求.     

卫星导航终端的小型化方形四臂缝隙螺旋天线

设计了一种卫星导航终端的小型化四臂缝隙螺旋天线。天线为方形柱状结构,四条缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面,馈电网络印制于介质基板内表面进行耦合馈电;馈电网络为弯折的微带线结构,并延伸至天线底部实现同轴馈电。天线尺寸为23.6 mm×23.6 mm×53.0 mm,实测结果表明,|S11 |≤-10 dB 的阻抗带宽为7.63%(1.512~1.632 GHz),轴比≤3 dB 的圆极化带宽为3.35% (1.556~1.609 GHz),在北斗B1频段中心频率(1.561 GHz)和GPS L1 频段中心频率(1.575 GHz)处增益分别达到4.31 dBi 和4.84 dBi。该天线采用缝隙螺旋结构,并通过简易的馈电网络耦合馈电实现螺旋天线的圆极化,结构小巧简单,适合批量生产,可应用于卫星导航系统终端设备。     

圆锥印刷四臂螺旋天线的分析与设计

提出了一种应用于全球定位系统(GPS)的宽波束圆极化圆锥印刷四臂螺旋天线。数值分析表明螺旋角和螺旋臂的长度是影响波瓣宽度的两个主要因素,文中给出了其变化规律。基于此,我们设计了一个中心频率为1.57542GHz的圆极化圆锥印刷四臂螺旋天线,并制作了模型天线。测试结果显示该天线在中心频率处的3dB波瓣宽度约为200°,满足半球覆盖特性;3dB轴比带宽约为0.35GHz;驻波比在1.5以下的频率范围为1.47~1.6GHz。实验结果和仿真结果吻合良好。     

基于共形馈电网络的新型双频四臂螺旋天线

针对卫星地面手持终端系统对天线高效率宽波瓣的应用要求,文章提出一种新型双频印刷一体化四臂螺旋天线结构,通过两种方式提高其双频辐射效率:第一,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间耦合,同时覆盖两个不同的频点;第二,馈电网络和辐射振子进行一体化设计,提高其馈电效率。测试结果表明:在两个间距很近的频点(1.1倍频程)能够分别实现4.3dBi(低频)和4.2dBi(高频)的右旋圆极化增益,且4dBi以上右旋圆极化增益相对频带宽度分别为6%(低频)和5%(高频),圆极化3dB波瓣宽度均达到130°以上。该天线的双频点、宽波束、高效率性能适合于卫星通信手持终端系统应用。     

一种宽带圆极化波束切换微带天线的设计与实现

以海事卫星通信“动中通冶系统为应用背景,提出一种控制方法简单和可实现性好的宽带圆极化波束切换微带天线。采用四点连续旋转探针激励结合小型化馈电网络技术进行单元天线设计,展宽了天线的阻抗带宽和圆极化带宽,并通过组阵进一步提高天线增益;采用威尔金森功分器结合PIN 二极管开关移相器进行简易功分移相控制,并通过电容补偿技术显著改善微带开关匹配,展宽多波束切换电路的带宽。最终加工制作了用于海事卫星通信的二阵元三波束切换天线实物,并进行了实验测量。测试结果表明:在整个海事卫星通信工作频段内天线驻波比小于1.5,能够实现-20°～20°空间波束切换覆盖,增益达到9dB,且圆极化性能良好,验证了设计方案的正确性。     

一种S 波段印刷四臂螺旋天线的分析与设计

本文主要分析了一种S 波段的印刷四臂螺旋天线。并设计了一宽波束右旋圆极化介质加载的印刷四臂螺旋天线, 馈电网络采用的是具有两级隔离电阻的威尔金森功分器。该天线的仿真结果与实测结果吻合良好。仿真和实物测试结果表 明,该天线在3.05GHz-3.45GHz 工作频率范围内,具有较好的心形方向图、3dB 波瓣宽度达到160°、全方位角的增益大于 -2dB,轴比小于5dB,驻波比小于1.4。通过机电一体化设计,该四臂螺旋天线具有良好的电气性能,成本低。     

一种带有新型馈电结构的宽带印刷角锥四臂螺旋天线

本文提出一种新型馈电结构的印刷角锥四臂螺旋天线。通过采用柱面共形结构馈电网络,与传统四臂螺旋天线相比极大地减小了地板安装面积及改善了阻抗带宽和轴比带宽。S11小于-10dB的阻抗带宽可达39.7%,3dB轴比带宽约22%。测试与仿真结果吻合良好。     

低轨道小卫星通信中谐振式四臂螺旋天线的应用研究

谐振式四臂螺旋天线由于不需要参考地、能产生赋形方向图且重量轻、尺寸小,在空间通信中得到广泛的应用.本文从低轨道小卫星通信系统的要求出发,设计了两种实际的谐振式四臂螺旋天线,天线采用了新颖的90°自相移结构及平衡馈电结构.最后采用有限元方法对其辐射特性进行分析,计算结果与测试数据的一致性好.     

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4介质基板构建的方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表明:天线尺寸为0.111λ₀×0.111λ₀×0.221λ₀(λ₀为北斗B2中心频率1.207 GHz对应的自由空间波长),S₁₁≤-10 dB的阻抗带宽为1.158~1.778 GHz,轴比≤3 dB的圆极化带宽为1.133~1.918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。