一种频率可重构短波宽带鞭状天线设计

针对目前10 m短波鞭状天线存在的低频段增益和效率低的问题,基于入侵性野草(invasive weed optimization,IWO)算法和分波段加载匹配网络重构技术,设计了一款分波段短波宽带鞭状天线;然后,采用IWO算法对每个分波段内天线的加载网络和匹配网络分别进行了优化,设置了不同标称阻抗、传输线变压器变比以及下加载点的位置;最后,进行了仿真分析,结果表明:所提方法使低频段天线增益最多提高了6 d B,有效解决了该天线低频段的增益缺陷。     

一种基于分形结构的宽带圆极化缝隙天线的仿真与设计

文中基于空间填充曲线提出了一种利用微带馈电产生宽带圆极化特性的缝隙天线,通过对这种缝隙天线分形进行分析仿真可以得出,该天线不仅可以减小天线尺寸而且具有良好的宽带圆极化特性,驻波比小于2的阻抗带宽达到81%(2.22 GHz~5.25 GHz),轴比小于0.2 dB的轴比带宽达到了80%(2.22 GHz~5.18 GHz)。最后文中通过增加背腔结构使天线实现单向辐射并提高了辐射增益。     

宽带宽缝隙共形天线的设计及其特性研究

针对宽带共形天线需要满足剖面低、体积小、易与载体共形并且具有宽频带性能的要求,文章首先设计了一种宽带宽缝隙平面天线,采用共面波导方式(CPW)馈电,低介电常数介质板厚度仅有0.2 mm,分析了各个参数对天线特性的影响,将平面天线与柱体共形,研究了天线共形之后的阻抗特性和辐射特性的变化。仿真结果表明,平面天线的阻抗带宽(S11≤10 dB)覆盖5.35 GHz~6.7 GHz,中心频率为5.85 GHz,最大增益4.5 dB,辐射特性稳定,共形后天线的谐振频率减小,低频带宽增大,波束宽度展宽,辐射增强,阻抗带宽覆盖5.24 GHz~6.43GHz,最大增益4.6 dB,辐射特性稳定。测试结果与仿真吻合较好,天线的结构简单,易于和载体共形。     

8元宽频带圆极化微带天线阵的设计

采用空气夹层的双层圆形微带贴片结构,通过Wilkinson功分移相器进行馈电,设计了宽带圆极化天线单元以及8元圆极化微带阵列天线,并加工制作了天线阵实物。实测结果表明:该阵列天线在2.0 GHz～2.5GHz频率范围内,圆极化轴比小于3 dB,回波损耗小于-10 dB,增益大于12 dB,满足S频段卫星测控系统天线的指标要求。     

地网对垂直偶极子天线辐射特性的影响

研究地网对垂直偶极子天线辐射特性的影响。建立了该天线的仿真模型,采用基于矩量法的仿真软件计算了铺设地网后垂直偶极子天线增益、输入阻抗、最大辐射仰角、3 dB波瓣宽度等辐射特性。结果表明,地网中心偏离天线振子正下方0.75λ时能显著提高天线的增益,改变地网大小和铺设密度也能在一定程度上提高天线的增益。     

X波段全向共形机载天线的仿真与设计

针对工作于X频段的机载雷达天线的技术设计,使该天线由矩形平面天线与柱体共形,通过共面波导方式对其进行馈电。天线单元采用介电常数2.55,厚度为0.2mm的薄介质板。利用HFSS12对平面天线和共形天线进行仿真设计,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性的变化。实验结果表明,共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽。在X波段内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为7.0～12.5GHz,最大增益可达4dB,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,可用作机载雷达天线单元。     

新型电磁带隙结构加载的微带天线阵

研究了以EBG结构为衬底的微带天线阵。将EBG结构置于微带天线阵的底部取代微带天线阵列的金属底板,不仅能增加天线带宽,还能提高天线阵的增益。测试结果表明,天线单元带宽从3.81%提高到8.86%,在工作频带内天线阵增益都在10dB以上,同时天线单元间的耦合系数也得到有效降低。     

基于遗传算法的VHF宽带天线优化设计

文章应用遗传算法设计并优化了一种宽带加载单极子天线,结合高效的匹配网络以改善天线性能,并对30 MHz～520 MHz频率范围内加载单极子天线和匹配网络的参数进行全局优化,把增益和驻波比作为目标函数综合考虑,得到了全局最优的参数及仿真结果。该天线在30 MHz～520 MHz频率范围内驻波比小于3,增益大于-2.5 dB,具有良好的宽带特性和全向特性,其实测结果良好地满足了要求。     

具有陷波特性的可重构超宽带天线设计

文中提出了一种具有陷波特性的平面超宽带天线结构。天线采用椭圆形贴片作为辐射单元,使用双端口馈电,通过在椭圆形贴片上开2个C形槽来分别实现不同的陷波功能。测试结果表明,该天线两侧馈电的工作频带分别为2.7GHz~12.7GHz和2.6GHz~12.9GHz,在3.3GHz~4.3GHz和4.8GHz~5.9GHz范围内分别具有良好的陷波特性。天线在整个工作频段内有良好的增益和辐射特性。     

新型印刷平面对数周期天线

本文在分析现有的印刷平面对数周期天线结构的基础上，提出了一种新的印刷平面对数周期天线结构。该结构克服了原有结构存在的缺点，使天线的性能得到了改进。设计了工作在０．４～２ＧＨｚ的新型印刷平面对数周期天线。测出了整个频带内的驻波、增益和Ｅ、Ｈ面方向图。可以看出，该结构形式的印刷平面对数周期天线具有良好的宽带特性。     

等离子体天线辐射特性研究

用环形荧光灯制作了两幅等离子体天线,等离子体激励源分别为220 V交流电压和射频信号.测量了两种等离子体天线的电压驻波比和远区辐射场强,并与周长相同的方框金属天线的特性进行了对比.结果表明,等离子体天线的增益较金属天线平均低5 dB左右;在试验频率低端,220 V电源预激励方式下等离子体天线增益比RF直接激励要高2～4 dB,随着频率增加,两者增益差变小.     

基于EBG吸波材料的波导缝隙天线设计北大核心

为了改善波导缝隙天线的散射性能,设计了一种电磁带隙（electromagnetic band gap,EBG）结构的吸波材料,从导纳圆图、表面电流和电场分布等方面分析了其吸波机理。其厚度为0．3mm,吸波率达到99．9％,将其加载于波导缝隙辐射金属基板上,得到了低雷达散射截面的波导缝隙天线。仿真结果表明：加载后的天线回波损耗和增益基本不变,在5．48～5．75GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3dB以上,最大减缩达到15．8dB,单站RCS在-18°～18°角域减缩超过3dB。证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于波导缝隙天线带内隐身。     

探针加载的具有倾斜波束的测控天线的设计

为了实现对飞行目标的测控跟踪,设计了一种基于探针加载结构的具有倾斜波束的测控天线。该天线通过在圆形金属贴片上加载短路探针实现了波束调控。结果表明,该天线中心谐振频率为4.7GHz,在4.38GHz~4.9GHz频段范围内回波损耗小于-10dB。在水平面准全向辐射,在垂直面50°方向实现最大波束指向,可以满足对飞行目标的测控跟踪需求。该天线具有结构简单、波束调控易实现、剖面低等优点,在测控通信中有广泛的应用前景。     

高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计

为了实现Ku波段高功率微波的定向发射,研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴TE₁₁模式进行馈电,经双层径向线波导传输后,通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式,相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长,在上层径向线末端放置短路金属杆,金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长,整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了一个工作在14.25 GHz的天线,天线的高度为80 mm,半径为285 mm。仿真结果表明:该天线具有35.3 dBi的增益和47%的口径效率,反射系数小于-25 dB,辐射效率超过99.0%,同时具有吉瓦级的功率容量。     

一种波束展宽的宽频带圆极化微带天线的设计与制作

文章设计了一种波束展宽的宽频带圆极化微带天线。天线单元采用层叠结构的形式实现宽频带,通过在天线四周加导电墙并改变地板尺寸展宽微带天线的波束宽度。主要研究了改变导电墙高度以及地板大小对天线的半功率波束宽度以及低仰角增益带来的影响,通过仿真优化,这种方法可以将天线的半功率波束宽度从68°提高到100°,同时仰角30°增益从0.01 dB提高到2.4 dB。加工制作了相应的微带天线,测试结果表明该天线具有频带宽、低仰角增益高以及波束宽度宽的优点,与仿真结果吻合较好。     

新型的低RCS圆极化微带天线设计

针对圆极化微带天线的宽频带雷达散射截面(RCS)减缩问题,提出了一种新颖的超材料覆盖层结构,该结构同时具有部分反射特性和宽频带的极化旋转特性,可以在提高天线增益的同时实现RCS的宽频带减缩。仿真结果表明:与普通的圆极化微带天线相比,加载了超材料结构的天线,其增益在中心频率处提高了1.4 dB;同时,在9.7~21 GHz频带范围内,加载超材料的圆极化微带天线具有更低的RCS电平,整个频段内,平均减缩幅度达9.06 dB(X极化)和9.21 dB(Y极化)。仿真结果验证了设计的正确性,表明该方法可以有效的实现圆极化微带天线的宽频带RCS减缩,对圆极化微带天线的隐身技术有重要的借鉴作用。     

一种新型三角形宽带微带缝隙天线的设计

提出了一种新型的宽带微带天线,其结构由正三角形馈电微带贴片与正三角形宽槽贴片组成.正三角形宽槽开在金属GND板上,而正三角形贴片则置于介质板的另一面并位于三角形宽槽孔的偏下方.通过调节宽槽与贴片的相对位置实现了小尺寸下的宽带性能.设计天线大小为边长50 mm的正三角形,厚度为1 mm.采用HFSS仿真软件分析了该天线的阻抗带宽以及辐射方向图,结果显示该天线的S11参数小于-10 dB的带宽为2.3 GHz～4.3 GHz,有很好的应用前景.     

集合线对对数周期偶极子天线的影响

主要研究了对数周期偶极子天线.基于Pocklington积分方程和全域基函数,采用矩量法结合网络理论建立了天线算法模型;使用该模型计算了在天线阵和集合线共同作用下天线的辐射方向图,得出了集合线在不同频段上对天线辐射性能的影响,并通过截短延长线长度改善了天线低频段的辐射特性,增强了天线轴向方向性.     

心形超宽带陷波天线的设计

文章设计了一种新颖的心形超宽带陷波天线。该天线采用微带线馈电,为了获得超宽带特性,将天线的辐射贴片设计成渐变的心形形状,同时在地板上切角来获得良好的阻抗匹配。为了去除超宽带频带内的来自无线局域网(WLAN)频段的干扰,在辐射贴片上引入U形槽使其具有陷波功能。仿真结果表明该天线覆盖了3.4GHz~14GHz的频带范围,并实现了在5GHz~6GHz处形成阻带特性,结构简单,适用于超宽带系统的实际应用。     

一种新型单层微带反射阵列设计

设计了一个工作于X波段的单层微带反射阵列天线,阵列单元采用双方环与方形金属贴片组合结构,通过调整内侧方环的长度可以实现超过360°的移相范围。选择角锥喇叭天线作为微带反射阵列的馈源。为了获得宽带特性,阵元间距选择约1/4中心频率波长。利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS对所设计的反射阵列进行建模仿真,结果表明:反射阵列在中心频点处的增益为20. 5 dB,1 dB增益相对带宽达到20. 9%。在此基础上调整阵元尺寸,使得反射阵列主波束分别指向φ=0°,θ=30°和φ=0°,θ=-45°方向。所设计的反射阵列具有频带宽、增益高、可设定主波束指向的优点。