基于FSS的宽带高增益微带天线

针对传统法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)谐振天线增益带宽窄的问题,提出了一种在宽带范围内满足谐振条件的新型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)覆层结构。基于覆层反射相位斜率为正原理,设计了具有良好特性的双层FSS结构,并集成到单层介质板,将其作为微带天线的覆层,制备了一种新型宽带高增益微带天线。仿真和实测结果均表明,与微带天线相比,加载FSS覆层结构后的天线增益能在更宽频带内得到提高,并能明显降低天线剖面。     

基于双层FSS 的X 波段高增益微带天线*

设计了基于双层频率选择表面FSS(Frequency Selective Surfaces)的高增益微带天线.基于双调谐峰原理,设计了具有良好频率选择特性的双层FSS,将其作为微带天线的覆层,制备了一种X波段高增益新型微带天线.利用射线理论,分析了新型天线的工作机理,并通过实测对仿真结果进行了验证.实验结果表明:相比于传统微带天线,加载覆层后的新型天线带宽没有变化,而其方向性得到了明显改善,鼻锥方向增益提高了6.6dB.     

基于零折射超材料的双频高增益微带天线*

基于双面对称单环开口谐振器对结构奇异的电磁特性,设计了一种频率可控的各向异性零折射超材料。将这种零折射超材料应用于普通双频微带天线,制备了中心频率为5. 15GHz 和6. 8GHz 的零折射双频微带天线。仿真和测试结果显示,由于零折射超材料的引入,天线的侧向辐射减弱,方向性增强。在低频工作时,零折射微带天线E 面和H 面半功率波束宽度分别减小了29°和10°,增益提高了2. 2 dB。在高频工作时,零折射微带天线E面和H 面半功率波束宽度均减小了16毅,增益提高了2. 4 dB。将零折射超材料应用于微带天线的介质基板,为高性能双频微带天线设计提供了有效途径。     

双频HIS的设计及其在微带天线RCS减缩中的应用

设计了一种新型双频高阻抗表面(HIS)结构,并将其应用在双频微带天线的带内雷达散射截面(RCS)减缩中.通过在蘑菇状EBG结构的表面贴片开槽实现两个同相反射相位带隙,将该HIS结构加载在双频微带天线周围.仿真和实测结果表明,当天线周围加载HIS结构后,天线辐射性能基本不变,同时带内RCS分别获得5.5dB和6.5dB的减缩.     

宽频带高增益微带天线元研究

本文提出了一种微带天线元的新结构，它具有宽频带和高增益特性。用谱域法推导了特征方程。用等效电路观点得到输入驻波比的频率特性公式，数值计算设计了一个Ｃ波段微带天线元。实测驻波比带宽达１６％或２５％，增益在１０．２－１１．３ｄＢ范围。这表明其带宽和增益都比普通微带天线元的带宽（５－６）％和增益（６－７）ｄＢ大得多。     

一种新型高增益微带天线

提出了一种新型高增益宽频天线结构,采用低介电介质,在高于贴片1mm,间距2．5mm处加载3个宽1．5mm的方环形金属片。利用HFSS仿真软件对该天线进行仿真,最大增益达到了19．466 dB,比未痴载时增加10．14 dB,相对带宽增加了1．37％,且全向性好,体积小,结构简单,成本低。     

基于FSS 覆层的高增益稀疏阵列天线设计*

设计了一种基于FSS 覆层的高增益EBG 谐振天线。设计了一种在预定频段内谐振的FSS 单元,作为覆层加载到微带贴片天线上方。仿真结果显示,在5GHz 频点,加载覆层的天线增益为11.43dB。接着,还研究了FSS 覆层在稀疏阵列中的应用,在这个结构中,采用一个2×2 的阵元间距较大的天线阵作为馈源。对该结构进行加工和测试,结果显示天线阵增益为18. 54dB。同时,阵列在E 面和H 面的副瓣分别为-9.17dB 和-12.04dB,避免了栅瓣的产生。     

宽频带高增益微带天线元研究

本文提出了一种微带天线元的新结构,它具有宽频带和高增益特性。用谱域法推导了特征方程。用等效电路观点得到输入驻波比的频率特性公式、数值计算设计了一个C波段微带天线元。实测驻波比带宽达16％(VSWR1.5)或25％(VSWR2),增益在10.2～11.3 dB范围。这表明其带宽和增益都比普通微带天线元的带宽(5～6)％和增益(6～7)dB大得多。     

一种改进型的Y 环双频带通FSS

针对传统的Y环分形双频FSS容易出现栅瓣的缺点,设计了一种改进型的Y环双频带通FSS。仿真分析了该FSS对不同入射角度以及不同极化方式入射波的频率响应特性;考虑到该结构具有若干几何参数,仿真并分析了各几何参数对FSS频率响应特性的影响。仿真结果表明该结构可实现Ku波段Ka波段双频工作,可有效消除栅瓣,并且具有较好的稳定性。在航空航天领域以及多频段卫星通讯领域有很大的工程实用价值。     

一种Ku波段高增益双频双极化微带天线的设计

本文设计一款应用于Ku波段移动卫星通信系统的双频双极化微带贴片子阵天线,天线接收端为垂直极化,发射端为水平极化且收发共用贴片口径,通过增加一层掏空介质,不仅引入了空气层,并且增加天线结构强度;同时背向增加反射板,天线获得高增益和高隔离度。仿真结果显示4*4子阵具有良好的性能,VSWR<2.0以下带宽分别为12.25-12.75GHz和14.00-14.50GHz,隔离度在-35d B,接收端的增益分别在19.67d B,发射端增益20.28d B。     

双频双极化微带共形天线

设计了一款工作在不同频率的双极化微带共形天线。首先,天线单元采用矩形微带贴片,并且通过改变贴片尺寸实现两种谐振频率;其次,改变两种单元的馈电方向,以此实现不同极化辐射;最后根据天线单元排布形式,设计了基于T 型功分器的馈电网络。根据最终的仿真结果,加工了天线实验样机。在工作带宽内,天线1、2 不圆度为分别为3. 56dB 和3. 98dB,增益分别为1.1dBi 和0.85dBi。通过比对,实测结果与仿真结果一致性较好,达到了预期目标。     

一种槽耦合的双频双极化微带天线

设计了一种适用于基站天线的双频双极化微带天线单元,该天线单元采用槽耦合、多层贴片和对称馈电的结构形式。用商业软件Ansoft对天线的电特性进行仿真计算,制作了实验模型,测试结果优于仿真结果。天线在880-960MHz的GSM（全球移动通信系统）频段和1710～1880MHz的DCS（数字蜂窝系统）频段上的反射损耗均大于10dB,在两个频段上极化互相垂直的两个端口的隔离度均大于24dB。     

基于超材料的双频微带天线RCS减缩研究

针对双频微带天线的带内雷达散射截面减缩问题,提出了一种加载型微带天线。通过在贴片周围加载吸波超材料,天线的带内雷达散射截面得到有效减缩。该超材料吸波体仅由两层金属及其中间的有耗介质组成,底面金属不刻蚀,顶面由双环方形贴片组成。仿真结果表明:当天线周围加载吸波材料后,在保持天线辐射性能基本不变的情况下,双频带的雷达散射截面分别获得8.0d B和5.5d B的减缩。     

一种共面带状线馈电的圆极化双频微带天线

提出一种工作于2.4GHz（圆极化）和5.8GHz（线极化）的双频微带天线,由共面带状线（CPS）馈电。在菱形环中内嵌小方环实现双频工作,菱形环上槽口实现圆极化特性,背面加反射板以提高天线增益。为了实测天线性能和应用于不平衡馈电方式,还设计了CPS至微带线的巴伦。实测结果与仿真结果比较吻合,在2.4GHz与5.8GHz的S11〈-10dB工作带宽分别为33.3%和17.4%,增益分别达到9.05dBi和6.59dBi,2.4GHz频点3dB轴比带宽为15.8%。该天线频带宽、增益高、结构简单、易于集成,可用于无线通信和微波输能系统的整流天线中。     

一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线

提出了一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线设计方法,将极化敏感的频率选择表面替代传统的极化栅,用作折合式平面反射阵天线的副反射面.基于基片集成波导技术设计了极化敏感的频率选择表面,该频率选择表面对于线性极化入射波情况下具有较低的插入损耗,同时可几乎全反射对应正交极化的入射波.得益于频率选择表面的频率选择特...     

基于卦型基元的高增益超材料微带天线拓扑优化

针对超材料微带天线在拓扑优化中存在基元结构复杂导致加工高精度要求等问题,本文提出了一种极简设计理念——卦型基元;并基于卦型基元完成了超材料微带天线的拓扑优化设计,在保证天线高增益性能的同时,超材料结构构型简洁从而具有良好的可制备性。超材料结构由固定的圆弧基元和变化的卦型基元组成,其中卦型基元中每条卦线对应一个设计变量,每个设计变量的取值规则为1 对应连续卦线、0 对应断口卦线。继而以天线增益最大化为目标函数、工作频率24 GHz 为约束建立超材料微带天线设计的拓扑优化模型;并基于遗传算法的求解策略分别研究了对称型和非对称型超材料微带天线算例。分析结果表明基于卦型基元的超材料微带天线增益均得以显著提高,且四重卦线基元结构具有更大的增益;超材料结构的对称性可以保证辐射方向为Z 轴主方向;样品制备效果验证了卦型基元超材料微带天线的良好制备性;对拓扑优化设计的深入分析发现,相比方格子基元,卦型基元设计更具有高效性。最后从天线的表面波角度阐释了其高增益性能的机理。     

应用于RFID 的小型化双频微带天线的设计与分析

提出了一种适用于射频识别手持读写器的双频单层微带天线新颖设计,适用于超高频频段(920～925MHz)和ISM频段(2.4 ～2.5GHz)的射频识别系统.切四角和中心方形结合缝隙结构,实现了天线的小型化设计,满足了天线设计要求,选用廉价FR4板材尺寸为75mm×75mm×3mm.给出了天线设计思路,并利用电磁仿真软件分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好.天线测试结果表明:在917.1 ～936.5MHz频带范围内回波损耗小于15dB,在2.43～2.47GHz频段内小于-15dB;在UHF频段与ISM频段内,读写器天线的最大增益为0.02dBi和1.66dBi,所以本天线能满足我国射频识别读写器的应用要求,具有良好的应用前景.     

平面FSS阵列的一维截断效应

基于互导纳法进行有限频率选择表面(FSS)计算分析,研究狭缝阵列一维截断时磁流分布、散射方向图及传输特性的变化,考察了单元列数、入射角等因素的影响.与无限平面阵列相比,截断导致边缘单元磁流分布起伏,部分频率产生表面波,散射方向图波束展宽且副瓣电平升高,功率透射系数发生变化,仅谐振频率和传输带宽与无限平面阵列基本相同.