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双口圆极化微带天线的CAD设计

陕西师范大学学报（自然科学版） 2003年第Z1期31卷 88-90页

作者：张前悦张晨新空军工程大学导弹学院研究生三队陕西三原713800

介绍了应用Serenade和Ensemble软件进行微波电路计算机辅助设计的方法 ,并以双口圆极化微带天线为例。

关键词： Serenade Ensemble 圆极化微带天线

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一种Peano结构的圆极化微带天线设计

计算机仿真 2013年第7期30卷 191-194页

作者：王帅涛朱素英中国空空导弹研究院河南洛阳471009

在天线结构优化设计中,为了改善电磁带隙结构下阵元间距过大造成天线阵极化特性和增益性能下降的问题,提出设计了一种Peano结构下的圆极化微带天线。使用直接传输方法分析有限周期的一阶Peano结构的表面波带隙,将电磁带隙结构放在微带... 详细信息

在天线结构优化设计中,为了改善电磁带隙结构下阵元间距过大造成天线阵极化特性和增益性能下降的问题,提出设计了一种Peano结构下的圆极化微带天线。使用直接传输方法分析有限周期的一阶Peano结构的表面波带隙,将电磁带隙结构放在微带天线周围,通过减小电磁带隙结构和天线的间距,优化天线结构和天线的参数,缩小阵元之间的间距。仿真结果表明,与传统的电磁带隙结构微带天线相比,改进设计能有效减小圆极化天线阵中阵元间距,抑制阵元之间的互耦,提高阵元的方向性和天线阵性能。

关键词：电磁带隙圆极化微带天线互耦表面波

ZnO-Al2O3-SiO2基微波介质陶瓷的制备及圆极化微带天线的设计

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ZnO-Al2O3-SiO2基微波介质陶瓷的制备及圆极化微带天线的设计

作者：黄新杰华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,通信技术不断更新换代,从2G时代到5G时代,人们对通信的速度和质量都提出了更高的要求。低频频谱资源的拥挤使得微波通信技术得到快速发展,介质陶瓷材料需要在低介电常数、高品质因数、近零谐振频率温度系数三个方面提升。同时,... 详细信息

近年来,通信技术不断更新换代,从2G时代到5G时代,人们对通信的速度和质量都提出了更高的要求。低频频谱资源的拥挤使得微波通信技术得到快速发展,介质陶瓷材料需要在低介电常数、高品质因数、近零谐振频率温度系数三个方面提升。同时,天线作为收发信号的前端元器件正在向着多频段、圆极化等方向发展。本文系统地研究了钛酸锶掺杂对ZnAlO-3ZnSiO和ZnAlO-3ZnSiO-2SiO两种陶瓷体系的烧结特性、相成分和介电性能的影响,获得了一系列高性能低介电常数微波介质陶瓷,并基于陶瓷基片使用HFSS软件仿真了工作在24 GHz的圆极化微带阵列天线。本文采用传统的固相反应法制备了钛酸锶掺杂ZnAlO-3ZnSiO和ZnAlO-3ZnSiO-2SiO两种陶瓷体系,研究结果表明:SrTiO可大幅度降低ZnAlO-3ZnSiO陶瓷的烧结温度,ZnAlO-3ZnSiO-0.2SrTiO陶瓷可在近100℃范围内烧结致密,XRD和SEM(背散射)结果表明:ZnAlO、ZnSiO和SrTiO三相可以共存,不同的SrTiO掺杂量下,陶瓷均可获得近零谐振频率温度系数,且介电常数实现了系列化;SrTiO掺杂改性ZnAlO-3ZnSiO-2SiO陶瓷中,随着SrTiO的引入,SrTiO先和ZnAlO、SiO反应生成SrAlSiO锶长石、TiO和ZnSiO相,随着SrTiO含量的增加,ZnAlO-3ZnSiO-2SiO-SrTiO处ZnAlO相消失,得到ZnTiO和SrAlSiO相,TiO对陶瓷的谐振频率温度系数起着调节作用,锶长石的出现使材料保持较低的介电常数,同时该体系保持较高的品质因数;经过掺杂改性,获得了较优性能的低介电常数微波介质陶瓷如:ZnAlO-3ZnSiO-0.3SrTiO,微波介电性能为:ε=8.01,Q×f=19,354 GHz,τ=6.5ppm/℃和ZnAlO-3ZnSiO-2SiO-0.6SrTiO,微波介电性能为:ε=7.16,Q×f=57,837GHz,τ=-30 ppm/℃。本文基于AlO陶瓷和ZnAlO-3ZnSiO陶瓷作为天线基片设计了三款应用于24GHz的微带圆极化阵列天线,三款天线均采用功率非均分式馈电网络结构,天线1使用厚度为0.635 mm的AlO材料作为2×2阵列天线基片,其带宽299 MHz,相对带宽为1.2%,最大增益8.34 dB,主瓣宽度2θ=63?;天线2使用厚度为0.635 mm的ZnAlO-3ZnSiO材料作为2×2阵列天线基片,带宽473 MHz,相对带宽为1.9%,最大增益为7.58 dB,主瓣宽度2θ=45?;天线3使用厚度为0.254 mm的AlO材料作为4×4阵列天线基片,带宽259 MHz,相对带宽为1.1%,最大增益13.60 dB,主瓣宽度2θ=33?。以天线2为对象,研究了基片厚度、介电常数和介电损耗在一定变化范围内对天线性能参数的影响,得出满足天线性能稳定性的条件:基片厚度误差在0.001 mm以内,介电常数温度系数绝对值小于30 ppm/?C,介电损耗小于0.001。

关键词：微波介质材料 ZnAl2O4 Zn2SiO4 SrTiO3 圆极化微带天线

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双频圆极化微带天线的研究

双频圆极化微带天线的研究

作者：梁志明西安电子科技大学

学位级别：硕士

微带天线具有结构紧凑、剖面低、重量轻、容易制造、能与微波电路集成等优点，在通信系统中具有广泛的应用。尤其是随着卫星导航系统的迅猛发展，双频圆极化微带天线得到了广泛重视。本文设计了两种应用于北斗卫星导航系统的圆极化微带... 详细信息

微带天线具有结构紧凑、剖面低、重量轻、容易制造、能与微波电路集成等优点，在通信系统中具有广泛的应用。尤其是随着卫星导航系统的迅猛发展，双频圆极化微带天线得到了广泛重视。本文设计了两种应用于北斗卫星导航系统的圆极化微带天线。一种是小型收发集成微带圆极化天线，用于“北斗Ⅰ号”手持型用户机。接收天线工作于S（2492MHz±5MHz）频段，极化方式为右旋圆极化，发射天线工作于L（1616MHz±5MHz）频段，极化方式为左旋圆极化。它采用高介电常数介质材料作为天线的介质基板实现小型化，在天线罩内侧增加引向振子改善了接收天线的低仰角特性，收发天线隔离度性能较好。实测数据满足设计指标要求。另一种天线是双层双频圆极化微带天线，天线工作于B1（1561±4MHz）和B3（1268±4MHz）两个频段，极化方式为右旋圆极化，天线通过单个探针馈电，探针穿过下层贴片天线的过孔连接到上层贴片天线上，下层贴片天线是上层贴片天线的寄生单元，不用单独馈电，而是通过上层天线耦合馈电;在截去顶角的方形贴片上嵌入一组四臂弯折的狭缝用于调谐谐振频率，减小了天线的尺寸，天线结构更紧凑，仿真结果满足设计要求。

关键词：圆极化微带天线北斗导航双频小型化

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宽带圆极化微带天线的设计与实现

宽带圆极化微带天线的设计与实现

作者：董腾重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年来无线通信网络密度不断增加,设备之间通信呈多元化,传统的星型网逐渐向网状网发展,使得单点对多点的通信散区不断扩大。传统的线极化天线由于对天线方向性要求高的缺点制约了无线网络的发展,采用圆极化天线可以很好地解决这一难题... 详细信息

近年来无线通信网络密度不断增加,设备之间通信呈多元化,传统的星型网逐渐向网状网发展,使得单点对多点的通信散区不断扩大。传统的线极化天线由于对天线方向性要求高的缺点制约了无线网络的发展,采用圆极化天线可以很好地解决这一难题。其中圆极化微带天线由于其低剖面、易集成、抗干扰强、方向性不敏感等众多优势,更是被广泛研究。但普通圆极化微带天线带宽窄的缺点限制了其应用。为此,设计宽频带圆极化微带天线成为无线通信等领域的重要研究课题。本文详细阐述了微带天线和圆极化物理特性,重点提出了两款宽带圆极化微带天线,一款是共面波导(CPW)馈电的宽带圆极化微带天线,另一款是宽缝隙临近耦合馈电的宽带圆极化微带天线。每款天线都从结构分析、模型建立、主要结构参数对天线性能的影响、天线带宽的优化等几个方面进行了着重研究,并在最后对天线进行了实物制作,给出了每款天线的仿真结果与回波损耗实测结果。设计的CPW馈电的宽带圆极化微带天线,占用面积为40*40mm,是由“人型”馈电端、接地板、单层介质基板构成的,其中“人型”馈电端左上角和右下角的“L型”微带条构成该圆极化微带天线的简并分离单元,通过调整馈电端的微扰枝节激发正交模来辐射圆极化波。仿真结果表明:该天线谐振频点为2.45GHz,天线的最大增益为2.7dBi,-10dB阻抗带宽覆盖了从2200MHz至3400MHz共1200MHz,相对带宽达到了约42.8%。天线3dB轴比带宽覆盖了从2250MHz至2600MHz共350MHz,相对带宽约为14.4%。使用网络分析仪对天线实物进行了阻抗带宽的测试,测试结果显示天线实际阻抗带宽覆盖范围为2250MHz至3400MHz,共1150MHz,满足频宽要求。并搭载到无线通信设备上进行了通信距离测试,正常通信的距离为150米左右。接下来采用宽缝隙临近耦合馈电的方法进一步扩展圆极化微带天线的带宽。该天线的占用面积为41*41mm,主要由天线底部的微带馈线、顶部的辐射贴片和介质基板构成。该天线的谐振模是通过顶部辐射片两个90°“L型”结构激发,最终辐射圆极化波。仿真结果显示:该天线最大增益为3dBi,提高了0.3dB,阻抗带宽覆盖了2050MHz至3900MHz共1850MHz,提高了650MHz。3dB轴比带宽覆盖了从2100MHz至2600MHz共500MHz,提高了150MHz。天线的测试结果表明:阻抗带宽覆盖了从1800MHz至3900MHz共2100MHz,相比提高了950MHz。该天线搭载到无线通信设备上通信距离可以达到200米。本文设计的两款宽带圆极化微带天线满足宽频带要求,同时具有较好的双向圆极化辐射能力和一定的实际应用价值,为后续圆极化微带天线的宽带化研究提供了一种解决方案。

关键词：圆极化微带天线宽带阻抗带宽 3dB轴比带宽

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宽频带宽波束圆极化微带天线的研究

国防科技大学学报 1986年第3期 1-10页

作者：何建国刘克成

本文对***提出的曲线微带天线作了进一步的分析研究,提出了半环螺旋微带天线的理论模型,在此基础上进行了参数计算和形状的优化,计算与实验结果符合良好。

关键词：圆极化微带天线宽波束轴比半环圆极化天线理论模型驻波比环天线圆极化波左旋圆极化

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基于HFSS的圆极化微带天线的设计和仿真

齐齐哈尔大学学报（自然科学版） 2011年第6期27卷 37-40页

作者：李登丰齐齐哈尔移动通信分公司黑龙江齐齐哈尔161005

设计了一种圆极化微带天线,采用表面开槽的方法来减小天线的尺寸和提高天线的整体性能,介质基板采用高介电常数的材料,通过选择适当的馈电位置和切角实现圆极化工作方式,利用HFSS软件对天线进行了电磁仿真和物理建模,优化了天线的各项参... 详细信息

设计了一种圆极化微带天线,采用表面开槽的方法来减小天线的尺寸和提高天线的整体性能,介质基板采用高介电常数的材料,通过选择适当的馈电位置和切角实现圆极化工作方式,利用HFSS软件对天线进行了电磁仿真和物理建模,优化了天线的各项参数,得出了驻波比、增益、轴比等仿真曲线。仿真结果表明,天线的增益和方向图特性良好,天线的尺寸明显减小,满足工程需要。

关键词：圆极化微带天线表面开槽电磁仿真物理建模增益方向图

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一种频率可重构圆极化微带天线的设计

微型机与应用 2014年第8期33卷 13-15页

作者：王丽黎刘丽珍西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

提出了一种新型频率可重构圆极化微带贴片天线的设计。采用一种方环形贴片结构,在贴片对称缝隙中添加4个RF MEMS开关,通过调节开关的通断来实现对天线频率的可重构。同时天线采用4馈点馈电来实现右旋圆极化波,并利用仿真软件HFSS 13.0... 详细信息

提出了一种新型频率可重构圆极化微带贴片天线的设计。采用一种方环形贴片结构,在贴片对称缝隙中添加4个RF MEMS开关,通过调节开关的通断来实现对天线频率的可重构。同时天线采用4馈点馈电来实现右旋圆极化波,并利用仿真软件HFSS 13.0对天线特性进行了仿真验证。仿真结果表明,在开关断开时,天线可接收GPS L1、GLONASS L1和BDS B1信号,在开关闭合时,天线可接收BDS B3信号,且天线的回波损耗和轴比都能满足要求。

关键词：圆极化微带天线频率可重构谐振频率回波损耗

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低散射圆极化阵列天线的研究与设计

低散射圆极化阵列天线的研究与设计

作者：王思文西安电子科技大学

学位级别：硕士

新型雷达作为监测、预警、侦察、探测、跟踪、锁定和攻击目标最有效的武器,在信息战和电子战中起到至关重要的作用。与雷达技术相对抗的就是武器装备的雷达散射截面缩减技术,提高武器装备的隐身性能能够使武器装备躲过雷达的侦测,提高... 详细信息

新型雷达作为监测、预警、侦察、探测、跟踪、锁定和攻击目标最有效的武器,在信息战和电子战中起到至关重要的作用。与雷达技术相对抗的就是武器装备的雷达散射截面缩减技术,提高武器装备的隐身性能能够使武器装备躲过雷达的侦测,提高战场作战能力和战场突围能力。天线是一种兼具收发信号功能的特殊散射体,收发信号的功能使其必须具备高增益的特性,这种特性使天线成为武器装备散射的重要来源,因此对天线进行低散射研究十分必要。其中针对天线工作频带内的散射减缩由于容易对天线辐射性能产生影响一直是当前低散射天线设计的重难点,而目前对带内散射减缩的研究大多针对线极化天线,且以交叉极化来波散射减缩为主,圆极化天线由于需要兼顾回波损耗和轴比两个参数进行带内同极化散射减缩的难度更大,但由于圆极化天线多应用于军事卫星通信中军事应用价值也很高,对其进行低散射研究也很有必要,因此如何用最简便的方法对圆极化天线带内同极化来波进行散射减缩成为了我们的目标。本文创新性的提出设计散射辐射独立调控的两种圆极化天线单元通过棋盘式排布进行散射对消,又通过加载寄生结构利用三单元对消理论实现垂直方向的来波相消,使雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)在带内任意方向线极化来波下均降低,最高可实现10d B以上的散射减缩。该方法剖面低,尺寸小,口径效率高,相比传统低散射天线设计方法优势明显。最后为了实现宽带散射减缩我们进一步设计了一款吸波型频率选择表面作为天线罩,降低带外散射。具体研究内容如下:1、设计了一款针对单线极化来波进行低散射设计的圆极化阵列天线。利用等效电路分析通过加载特定长度短路枝节不改变电路谐振特性,使天线辐射特性不变。接着通过对辐射电场和表面电流的分析加载电阻和电感改变天线散射特性。将两种散射辐射独立调控的天线单元以1:1的阵面比例组成4×4棋盘式阵列,通过相位对消使来波打向非威胁方向降低单站RCS。实测结果与仿真结果相符,带内辐射增益损失0.38d B,实测带内散射值相比传统4×4微带阵列天线降低12.94d B,天线在保持尺寸大小不变的情况下实现了x极化来波下良好的散射减缩效果。2、以上一章节为基础,对两个垂直方向的线极化来波进行低散射天线设计。将双单元散射对消的理论公式进一步推导为三单元对消通用公式,通过在阵列天线上加载寄生结构的方式使其与天线辐射单元分别在x轴和y轴利用三单元对消和双单元对消方法进行散射减缩,使天线在任意方向来波下均具有低散射特性,在尺寸大小不变的前提下实现圆极化天线带内散射减缩。天线实测增益18.51d Bic,与参考天线相比损耗不超过0.86d B,实测散射相比参考天线在两种极化来波下减缩值均超过10d B。3、上文已实现带内散射减缩,为进一步扩大散射减缩带宽,本章我们提出一种工作频带内透波带外吸波的吸波型频率选择表面置于天线上方,在不影响天线正常辐射的前提下通过吸收带外来波能量减少带外散射,与带内散射减缩一起实现宽带散射减缩。

关键词：圆极化微带天线散射辐射独立可调单元设计宽带散射减缩低剖面三单元对消