一种极化可重构的开口环缝微带天线

基于互补开口谐振环的结构设计了一种新型的极化可重构天线。与传统的180°对称开口谐振环不同的是采用90°夹角的开口结构,通过控制开口的状态,能够实现2. 6GHz 频率的左右圆极化和2.4GHz 线极化的转换。当天线左右开关状态不同的时候,天线的结构非对称,可将天线看做变形的开口谐振环,其能够实现圆极化;当天线左右开关都处于开的状态时,天线可以看做是双环缝微带天线,实现线极化。2.6GHz 的左右圆极化的3dB 轴比带宽为100MHz,-10dB 阻抗带宽2.20～2.80GHz(600MHz),2.4GHz 线极化的阻抗带宽是2.1～2.55GHz(450MHz),适用于无线移动通信。     

一种双频左/右旋圆极化可重构环形缝隙微带天线

设计了一种频率比为1.9的双频左/右旋圆极化可重构环形缝隙微带天线,其在高频段和低频段分别工作于线极化和圆极化状态。在该天线中,环形缝隙和相互正交的四个缝隙臂将接地面分为五部分,缝隙臂上跨接两对PIN二极管开关和隔直电容。通过二极管开关的控制,天线在低频频率上可实现左/右旋圆极化的切换,在高频频率上则可保持其线极化性能不变。实验结果表明,天线在1.6 GHz的低频段上具有12.5%的3 dB轴比带宽,在3.06 GHz的高频段上其–10 dB阻抗绝对带宽为100 MHz,成线极化状态,辐射方向图近似不变。     

一种基于电调移相器的可重构天线

设计并实现了一种基于反射式移相器的极化可重构天线。该天线使用一对交叉摆放的领结型振子作为辐射单元,并在馈电网络中通过两路移相器调整双馈端口间的相位差实现线极化、左旋圆极化和右旋圆极化模式之间的切换。通过加载匹配枝节的方法扩展了反射式移相器的移相范围,提高了移相器的移相精度,降低了天线圆极化模式带内的轴比。所设计天线的中心频率为5.4 GHz,在线极化模式下10 dB 阻抗带宽为990 MHz,在圆极化模式下10 dB 阻抗带宽分别为760 MHz 和850 MHz,3 dB 轴比带宽分别为510 MHz和480 MHz。该天线在频带内具有稳定的波束方向图,其平均增益为5.3 dB,并且具有27 dB 的主极化-交叉极化隔离。最终的实测结果与仿真结果基本一致,表明该天线具有良好的性能。     

三端口宽带极化可重构紧耦合天线阵列

提出了一种三端口宽带极化可重构紧耦合天线阵列。该阵列单元由蝶形偶极子、阻抗变换器和巴伦组成,通过最大功率传输效率法(MMPTE)优化出天线三个端口的所需最优激励分布,从而实现天线在左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)以及在方位角平面任意角度线极化(LP)多种辐射模式之间的切换。最终优化得到的阵列的尺寸为π×60² mm²×30 mm(π×0.7²×0.35λ₀³=0.549λ₀³,其中λ₀为中心频率处的自由空间波长)。测试结果表明,该阵列在左右旋圆极化和线极化状态下的相对阻抗带宽(|S₁₁|<-10 dB)都为50.7%,且3 dB增益带宽基本能覆盖阻抗带宽。左右旋圆极化轴比小于3 dB,并且轴比带宽(AR<3 dB)可以覆盖整个阻抗带宽。在3.5 GHz处,阵列在各种极化状态下的最大实际增益均大于8.8 dBi。     

类Sierpinski分形天线的分析与设计

提出了一款应用于L波段的类Sierpinski分形圆极化微带天线。该天线采用类Sierpinski分形结构和π型枝节技术,延长表面辐射电流路径,降低天线的谐振频率,实现天线小型化。天线工作在1.48 GHz的中心频率下,具有良好的圆极化性能。通过仿真分析与模型优化,天线最终尺寸为56 mm×56 mm×1.6 mm,工作频率为1.46～1.50 GHz,天线的-10 dB阻抗相对带宽为2.7%,3 dB轴比相对带宽可达0.4%,最大增益可达1.9 dB。     

Ka频段宽带圆极化微带天线

面向Ka频段高通量卫星对天线的需求,设计了一种Ka频段宽带圆极化微带天线.天线单元主要由圆形辐射贴片和缝隙耦合馈电结构组成,通过两个类T形缝隙结合实现宽带圆极化.天线仅有三层金属层,结构简单.仿真结果显示,天线单元的相对阻抗带宽为31.5%(25.1～34.5 GHz),相对3 dB轴比带宽为20.3%(26.5～32.5 GHz).由于单元尺寸较小,不便于对其性能进行验证,因此利用该天线单元组成2×2天线阵列,并进行加工测试.仿真与试验结果表明,天线阵列阻抗带宽以及3 dB轴比带宽可以覆盖25.6～33.1 GHz频率范围,实测结果与仿真结果一致性良好.     

应用于智能交通系统的小型化圆极化微带天线

提出了一种应用于智能交通系统的小型化圆极化微带天线。该天线由一个开缝的方形贴片及围绕方形贴片的两级寄生贴片组成,通过模式解调实现圆极化,并利用寄生贴片增加带宽和提高天线增益。测试结果表明,天线的-10 dB 阻抗带宽为10. 9%,3 dB 轴比带宽为2. 7%,在中心频率5. 8 GHz 处的增益为5. 4 dBi,交叉极化不低于21 dB。天线尺寸为25 mm×25 mm×1. 6 mm,与其它应用于智能交通系统的天线相比,该天线具有更小的平面尺寸。     

一种旋转馈电的圆极化微带阵列天线设计

为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。     

一种新型互补结构的宽带圆极化印刷天线北大核心CSCD

设计了一种新型的宽带圆极化微带天线,天线由两个完全相同的矩形微带贴片组成,采用微带线馈电方式为天线的上层微带贴片进行不对称馈电,下层贴片作为天线的部分地。天线从整体上是一个互补结构,根据圆极化产生的原理,在与馈电微带线相垂直的地方,开一条缝隙,产生正交的表面电流,调节天线的主要参数,使产生等幅正交的空间电场分量,从而产生圆极化波。通过增加十字形调谐结构,调节天线高频段的阻抗带宽和轴比带宽。天线在中心频率2.55 GHz处阻抗带宽(S11<-10 dB)为151%(0.8 GHz^4.5 GHz),天线的轴比带宽(AR<3 dB)为82.3%(1.5 GHz^3.6 GHz)。     

新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计*

提出了一种基于H形缝隙耦合的毫米波方形切角圆极化微带天线单元,对影响其轴比特性的各参数进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了4×4毫米波宽带圆极化微带天线阵列.仿真结果表明,该天线阵列阻抗带宽(S11＜-10dB)和轴比带宽(AR＜3dB)分别达到了25.9％(32.2 ～41.8GHz)和20.1％(32.6～ 39.9GHz),与传统圆极化微带天线阵列相比,分别提高9.7％和14.7％,天线阵列最大增益为19dB,在整个轴比带宽内,增益均大于15 dB,副瓣电平及交叉极化电平均较低.     

一种圆极化可重构微带天线的设计

对圆弧寄生单元微带天线进行了理论分析,设计了一种圆极化可重构的圆形微带天线。该天线通过电控开关控制圆弧寄生单元的状态,从而实现左、右旋圆极化的转换。并利用仿真软件HFSS13.0对天线的特性进行了仿真验证。结果表明,在天线回波损耗S11<–10 dB时,该天线在频段为2.38~2.51 GHz,3 dB轴比带宽为30 MHz,且最大辐射方向处正交极化差达20 dB以上。天线的整体辐射性能良好,且结构简单易于实现,很容易在低频段匹配到50,能够满足WLAN在2.4 GHz频段的要求。     

用缺陷地结构抑制圆极化微带天线的谐波

设计了将缺陷地结构(DGS)用于圆极化微带天线以实现谐波抑制功能。方形切角贴片激励圆极化波,50Ω微带线下的双"哑铃"型DGS实现二次谐波的抑制。天线的仿真结果和加工测试基本吻合。经测试,天线的中心频率为5.8 GHz,小于-10 dB的S11带宽为200 MHz,二次谐波频段抑制在-3.45 dB以内;天线的最大增益为6.3 dBi,波瓣前后比为13 dB,3 dB轴比带宽为70 MHz。该天线用于射频前端,可实现射频前端的小型化。     

一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线

面向超高频(UHF)通用型射频识别(RFID)读写器天线的应用需求,设计了一款完全覆盖全球UHF(840-960MHz)频段的RFID圆极化读写器天线。天线采用平面缝隙贴片结构,以共面波导(CPW)馈电方式实现宽频带圆极化特性。测试结果表明,天线的阻抗带宽为735-1014MHz(S11<-10dB),相对带宽31.9%,并且在840-960MHz频段内S11<-20dB,3dB轴比带宽为838-1134MHz,相对带宽30.0%,工作频带内有大于3.5dBi的平坦增益。仿真结果与测试结果基本吻合,天线结构精简,易于加工,满足全球UHF RFID读写器天线的应用需求。     

低剖面极化可重构超表面天线

提出了一种低剖面极化可重构超表面天线. 天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路. 电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关（PIN1,PIN2,PIN3和PIN4）和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换. 对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4～5.4 GHz,?10 dB阻抗带宽为29.8%;3 dB轴比带宽为8.3%,从4.6～5 GHz;各状态下的实测增益相差不大,其平均增益都大于5 dBi. 仿真结果与实测结果吻合良好.     

一种新颖开槽切角圆极化微带天线单元的设计

为了简化方形切角圆极化微带天线单元的设计流程,提出了一种新颖的开槽切角圆极化微带天线单元形式。利用在微带天线单元上开矩形槽的方法,避免了调试切角圆极化单元的谐振频点和轴比时的反复迭代过程,缩短了调试时间。分析了矩形槽的不同宽度和深度对阻抗和轴比的影响,并通过仿真设计出一款性能良好的微带天线单元。单层微带天线单元仿真的最终阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05% (1. 980 ~ 2. 021 GHz);仿真的最终轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50%(1. 995 ~2. 005 GHz)。加工了天线单元实物并进行测试,实测的阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05%(1. 975 ~2. 016 GHz);实测的轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50% (1. 990 ~ 2. 000 GHz)。实测结果与仿真结果具有良好的一致性,验证了设计的正确性。     

基于北斗卫星导航系统的一种圆极化微带天线

介绍一种用于北斗卫星导航系统的圆极化微带天线。该天线的主辐射器由开槽的圆形贴片构成,采用单点的同轴馈电,设计的中心工作频率为2．492GHz。仿真结果显示,调节圆形贴片中开槽的长度,可以分离出简并模,激励两个正交的模式,当两个分量相位为90deg,可以实现圆极化。实际测试中,｜S11｜于-10dB的阻抗带宽为0．09GHz,3dB轴比带宽为0．033GHz,与仿真结果基本吻合。     

Dual-band polarization and frequency reconfigurable antenna using double layer metasurface

In this paper, a polarization and frequency reconfigurable antenna with double layer metasurface, responsible for frequency and polarization reconfiguration respectively, is proposed. This antenna could operate in linear polarization in 4 GHz and circular polarization in 5 GHz band. By rotating the frequency reconfiguration metasurface, the linear polarization (LP) operating frequency can be continuously changed from 4 GHz to 4.35 GHz (8.4%) with circular polarization operating frequency around 5 GHz unchanged. Moreover, polarization of the whole antenna at 5 GHz can be reconfigured to linear polarization (LP), right-hand circular polarization (RHCP) and left-hand circular polarization (LHCP) by rotating polarization reconfiguration metasurface, the 3 dB axial ratio bandwidth is 5.0–5.2 GHz (4%). In all states, gain of the antenna achieves 5 dBi.     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。