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宽波束±45°双线极化偶极子天线阵列设计

电讯技术 2023年第1期63卷 131-136页

作者：姜兴程林李晓峰彭麟廖欣桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对宽波束天线在移动通信中的应用,实现偶极子阵列天线的宽角域扫描覆盖,设计了一款宽波束天线单元以及1×16相控线阵。采用正交对称振子结构实现±45°方向辐射,振子采用椭圆环结构实现了宽阻抗带宽和宽波束,通过加载梯形结构降低了... 详细信息

针对宽波束天线在移动通信中的应用,实现偶极子阵列天线的宽角域扫描覆盖,设计了一款宽波束天线单元以及1×16相控线阵。采用正交对称振子结构实现±45°方向辐射,振子采用椭圆环结构实现了宽阻抗带宽和宽波束,通过加载梯形结构降低了频段和实现小型化。实测结果表明,天线单元在6.425~7.125 GHz的频带内电压驻波比小于1.3,具有38.8%的相对阻抗带宽,在工作频带内其端口隔离度优于28 dB,3 dB波束宽度在频带内均大于126°,能够很好满足现阶段对阵列天线小型化、宽频带以及宽角域扫描的要求,在移动基站等领域有广阔的应用前景。

关键词：移动通信宽波束天线相控阵双线极化宽角域扫描

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一种Ka波段双线极化2-bit可重构天线

一种Ka波段双线极化2-bit可重构天线

2023年全国天线年会

作者：张鹏杨鹏骆明伟电子科技大学四川九洲电器集团有限责任公司

本文提出了一种新型的Ka波段双线极化2-bit可重构天线,该天线由加载PIN二极管的微带振子辐射贴片和90°反射式移相器构成。通过控制PIN二极管的状态来实现双线极化可重构和2-bit相移可重构。仿真结果表明,该天线单元工作带宽为26 GHz～2... 详细信息

本文提出了一种新型的Ka波段双线极化2-bit可重构天线,该天线由加载PIN二极管的微带振子辐射贴片和90°反射式移相器构成。通过控制PIN二极管的状态来实现双线极化可重构和2-bit相移可重构。仿真结果表明,该天线单元工作带宽为26 GHz～28 GHz,27 GHz中心频点增益>5.5 dBi。将该单元与一分四功分器组成2×2子阵并进行仿真、实物加工和测试,其仿真与实测工作带宽>1 GHz,27 GHz的法向增益为10 dBi,扫描至40°时最大增益为7.5 dBi。

关键词： Ka波段双线极化 2-bit 微带贴片天线

一个用于可重构反射阵天线的的双线极化反射阵单元

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一个用于可重构反射阵天线的的双线极化反射阵单元

2022年全国微波毫米波会议

作者：刘松李珂西北大学信息科学与技术学院

本文提出了一款应用于可重构反射阵列天线的新型单元。通过两组正交的矩形贴片结构,实现了一个双线极化反射单元设计,且在工作频段内交叉极化小于-45dB。通过调节集成在天线单元的Pin管状态,垂直极化和水平极化分别在7.75GHz-8.4GHz,7.4... 详细信息

本文提出了一款应用于可重构反射阵列天线的新型单元。通过两组正交的矩形贴片结构,实现了一个双线极化反射单元设计,且在工作频段内交叉极化小于-45dB。通过调节集成在天线单元的Pin管状态,垂直极化和水平极化分别在7.75GHz-8.4GHz,7.46GHz-9.5GHz频段的相位差保持在180°±20°内,相对带宽分别为8.04%和24%。

关键词：反射阵天线可重构单元双线极化

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一种低剖面高效率双线极化天线阵设计

一种低剖面高效率双线极化天线阵设计

2022年全国微波毫米波会议

作者：刘晓余贤王浩中国电子科技集团公司第五十四研究所

设计了一种工作在X频段低剖面高效率的双线极化贴片天线阵,通过结合波导与带状线两种馈电网络既降低了整阵的高度又保证了效率;通过直馈与缝隙耦合两种馈电方式在实现天线双极化特性的同时改善了交叉极化隔离性能。整阵规模为8×16,尺寸... 详细信息

设计了一种工作在X频段低剖面高效率的双线极化贴片天线阵,通过结合波导与带状线两种馈电网络既降低了整阵的高度又保证了效率;通过直馈与缝隙耦合两种馈电方式在实现天线双极化特性的同时改善了交叉极化隔离性能。整阵规模为8×16,尺寸为400mm×200mm×40mm(长×宽×高),仿真及实测结果表明该天线阵在15%的相对带宽内实现了驻波比<2.5的性能指标,其效率在70%以上。

关键词：高效率低剖面贴片天线阵双线极化

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小型化超宽带双线极化定向天线设计

小型化超宽带双线极化定向天线设计

作者：陈盛嘉四川大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展,基站、陆地移动无线电设备、数据采集与监控系统、应急通信以及其他众多通信领域对天线的设计提出了更高的要求。比如,通信基站中的天线,需要有足够宽的带宽来保证其高速率、低时延、大容量的通信需求,此外,还... 详细信息

随着无线通信技术的发展,基站、陆地移动无线电设备、数据采集与监控系统、应急通信以及其他众多通信领域对天线的设计提出了更高的要求。比如,通信基站中的天线,需要有足够宽的带宽来保证其高速率、低时延、大容量的通信需求,此外,还需要天线具备频率复用、极化分集等特点,这就意味着天线要同时具备超宽带双线极化等特性。但是,大多数超宽带天线,例如双锥天线、对数周期天线、TEM喇叭天线等都难以同时满足上述要求。交叉偶极子天线和双线极化磁电偶极子天线是两类性能优异,且能够同时实现双线极化和宽带特性的天线。但是,现有的交叉偶极子天线主要存在着工作带宽不够宽的缺点,而双线极化磁电偶极子天线存在着电尺寸比较大的缺点。为了提高交叉偶极子天线的超宽带特性,首先,设计了一款具有超宽带特性的交叉偶极子天线,其次,为了进一步减小天线尺寸,设计了一款具有小型化特性和宽带特性的交叉偶极子的天线;针对现有双线极化磁电偶极子天线尺寸较大的问题,设计了一款具有小型化和超宽带特性的双线极化磁电偶极子天线。本论文主要研究内容和创新性如下:首先,为了实现交叉偶极子天线的宽带化,设计了一款多边形环超宽带双线极化定向天线。基于环形交叉偶极子天线具备宽带特性的基础上,通过加载寄生枝节,拓展天线带宽,实现了天线的超宽带化设计;采用梯形反射腔体实现了天线的定向辐射,并改善了方向图裂瓣问题。加工制作了多边形环超宽带双线极化定向天线样品,实测结果表明,多边形环超宽带双线极化定向天线的工作带宽为1.24-3.60 GHz(相对带宽为95%),增益值大于7.5 d Bi。并且该天线具备良好的定向辐射特性,与现有交叉偶极子天线相比,该天线具备更宽的工作带宽。其次,为了进一步减小天线尺寸,设计了一款方环加载的超宽带双线极化定向天线。该天线基于环形交叉偶极子天线宽带特性的基础上,在天线外围加载寄生方环实现了天线的小型化设计;采用梯形反射腔体实现了天线的定向辐射。加工制作了方环加载宽带双线极化定向天线样品,电尺寸仅为0.25λ×0.25λ(λ为低端频率对应自由空间波长)。实测结果表明,方环加载宽带双线极化定向天线工作带宽为1.02-2.12 GHz(相对带宽为70%),增益值大于8 d Bi,天线具备良好的定向辐射特性。最后,针对实际项目工程应用,设计了一款小型化双线极化磁电偶极子天线。该天线采用两只正交放置的磁电偶极子天线,实现了天线双线极化设计;在天线振子外围加载“T”型寄生壁,实现了天线的小型化设计;天线振子采用弧形渐变结构,实现了天线宽带化设计。加工制作了小型化双线极化磁电偶极子天线样品。该天线电尺寸仅为0.23λ×0.23λ(λ为低端频率对应自由空间波长)。实测结果表明,小型化双线极化电磁偶极子天线相对带宽为78%,增益值大于3 d Bi。相比于现有双线极化磁电偶极子天线,进一步展宽了天线带宽和减小了天线的电尺寸。

关键词：小型化超宽带双线极化交叉偶极子磁电偶极子

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一种多层低剖面双线极化天线阵设计

一种多层低剖面双线极化天线阵设计

2021年全国天线年会

作者：刘晓李昕桉王亚涛中国电科网络通信研究院

本文设计并仿真了一种结合直馈与缝隙耦合两种馈电方式的双线极化贴片天线阵。该天线阵工作在X频段,规模为4×4,物理口面尺寸为100 mm×100 mm,厚度为8.4 mm。通过寄生贴片的加载在15%的相对带宽内实现了驻波比17.5 dBi,效率在75%以上... 详细信息

本文设计并仿真了一种结合直馈与缝隙耦合两种馈电方式的双线极化贴片天线阵。该天线阵工作在X频段,规模为4×4,物理口面尺寸为100 mm×100 mm,厚度为8.4 mm。通过寄生贴片的加载在15%的相对带宽内实现了驻波比17.5 dBi,效率在75%以上。天线阵采用多层印制板结构,在有限的空间内,排布了两套1分16的馈电网络,两套馈电网络等幅同相,便于进一步扩展为双圆极化。

关键词：贴片天线双线极化寄生贴片缝隙耦合

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宽波束双线极化微带天线阵列设计

宽波束双线极化微带天线阵列设计

2021年全国天线年会

作者：程林姜兴李晓峰彭麟廖欣桂林电子科技大学

本文设计了一款由加载上层寄生贴片和加载圆环及扇形构成的宽波束双线极化微带天线单元以及1×8的天线阵列。通过加载上层寄生贴片以及寄生圆环与寄生扇形使得阻抗带宽与波束宽度得到有效展宽。所设计天线的阻抗带宽(S11<10 dB)为6.47～... 详细信息

本文设计了一款由加载上层寄生贴片和加载圆环及扇形构成的宽波束双线极化微带天线单元以及1×8的天线阵列。通过加载上层寄生贴片以及寄生圆环与寄生扇形使得阻抗带宽与波束宽度得到有效展宽。所设计天线的阻抗带宽(S11极化比达到19 dB、26 dB,天线阵列主波束的最大扫描范围为-57°～56°。

关键词：双线极化微带天线宽波束宽角域扫描

双频圆极化及宽带双线极化介质谐振器天线研究

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双频圆极化及宽带双线极化介质谐振器天线研究

作者：周耀栋西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线系统的快速发展,介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antenna,DRA)由于其频带宽、损耗低、效率高等优点,受到了越来越多的关注。圆极化天线和双极化天线在卫星通信、导航等领域具有广泛的应用,所以本文主要对双频圆极化介质... 详细信息

随着无线系统的快速发展,介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antenna,DRA)由于其频带宽、损耗低、效率高等优点,受到了越来越多的关注。圆极化天线和双极化天线在卫星通信、导航等领域具有广泛的应用,所以本文主要对双频圆极化介质谐振器天线和宽带双线极化介质谐振器天线进行了研究,取得的主要研究成果如下:1.对双频圆极化介质谐振器天线进行了研究,设计了一种新颖的单馈电双频圆极化介质谐振器天线。该天线采用矩形缝隙耦合馈电,激励起HE111和HE11δ(2极化特性。为了进一步拓宽天线的阻抗和轴比带宽,在地板上引入了一对相同的圆弧缝隙。利用圆弧缝隙与介质谐振器天线的双谐振工作,使天线在低频段实现了宽带圆极化特性。仿真结果表明,该天线在两个频段的阻抗带宽(|S11|双线极化介质谐振器天线进行了研究。首先,设计了一种探针-缝隙耦合混合激励的宽带双线极化介质谐振器天线。通过引入空气层来降低谐振器的Q值,从而拓宽天线的阻抗带宽。采用探针和缝隙耦合混合馈电的机制,实现了双线极化工作。仿真结果表明,该天线两个端口的阻抗带宽分别为50.84%(4.24-7.13GHz)和41.75%(4.7-7.18GHz),在重叠频带内的端口隔离度大于25dB。接着,又设计了一种倒L型探针激励的宽带双线极化介质谐振器天线。在谐振器与地板之间引入了一层低介电常数(ε=2.2)的介质层,有效地降低了Q值,实现了宽频带特性。通过将两对矩形介质谐振器正交排布,每对谐振器由一个T型功分器馈电,从而使天线实现双极化和高增益。仿真结果表明,该天线两个端口的阻抗带宽分别为58.43%(4.47-8.16GHz)和52.47%(4.78-8.18GHz),在频带内的端口隔离度基本大于20dB。最后,对第二个天线进行了实物制作和测量,实验结果和仿真结果基本吻合。

关键词：介质谐振器天线圆极化双频宽带双线极化

带有寄生振子的正交双线极化平板反射器天线技术研究(特邀报告)

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带有寄生振子的正交双线极化平板反射器天线技术研究(特邀报告)

2019年全国天线年会

作者：屈天莹周成哲王浩李伟空军研究院成都中电锦江信息产业有限公司

本文提出了一种基于多个寄生振子的水平/垂直正交双线极化平板反射器天线。通过在平板反射器天线有源振子前法线最大辐射方向合理排列多个无源寄生振子,有效提高了天线的增益和口径效率,呈现出强方向性端射特性.研制的带有引向寄生振子... 详细信息

本文提出了一种基于多个寄生振子的水平/垂直正交双线极化平板反射器天线。通过在平板反射器天线有源振子前法线最大辐射方向合理排列多个无源寄生振子,有效提高了天线的增益和口径效率,呈现出强方向性端射特性.研制的带有引向寄生振子的20单元正交双线极化平板反射器天线,在3.3～3.7 GHz频段内,实测增益值达到17.73 dBi,极化隔离大于27 dB,口径效率达到75.5%以上,电压驻波比小于1.7的相对工作带宽达到11%,频带内增益波动不大于3 dB。文中给出了设计原理和实例,仿真设计结果与样机实测值吻合得很好。该天线具有双线极化功能和单、双圆极化扩展功能,有很好的工程应用前景.

关键词：寄生振子正交平板反射器双线极化天线