Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天
线的设计
Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计
摘要：本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带
阵列天线的设计。该天线采用了双极化微带阵列设计，通过向微带阵列中引入射频电阻来实现宽带化和双极化，同时采用了对称馈电技术和圆极化技术来降低天线的副瓣和交叉极化损耗。通过仿真和实验验证，该天线具有优良的性能，满足Ku波段
应用中宽带、双极化和低副瓣的要求。
关键词：Ku波段；宽带双极化；微带阵列；低副瓣；天线设
计
1. 引言
Ku波段在卫星通信、雷达探测等领域得到了广泛的应用。在
这些应用中，宽带、双极化和低副瓣是天线设计中非常重要的要求。因此，如何设计出一种满足这些要求的Ku波段天线，
一直是天线研究的热点问题之一。
2. 天线设计
本文所设计的天线采用了微带阵列技术。微带阵列具有结构简单、成本低、易于制造和维护等优点。为了实现双极化，我们在微带阵列中引入了射频电阻，将信号分成水平极化和垂直极化两个信号，从而实现了双极化。同时，我们还采用了对称馈
电技术来降低交叉极化损耗。
为了实现低副瓣，我们采用了圆极化技术。圆极化技术是一种将线极化信号转化成圆极化信号的技术，使得天线在接收和发射时不会受到来自其他方向的干扰。通过对天线模型进行仿真和优化，我们得到了一种具有优良性能的Ku波段宽带双极化
低副瓣微带阵列天线。
3. 实验结果
我们通过实验验证了该天线的性能。实验结果表明，该天线具有良好的双极化和宽带特性，同时副瓣降低明显，性能稳定可靠。因此，该天线可以在Ku波段应用中发挥重要的作用。
4. 结论
本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天
线的设计。通过对该天线进行仿真和实验验证，我们证明了该天线具有优良的性能，能够满足Ku波段应用中对宽带、双极
化和低副瓣的要求。因此，该天线可以被广泛应用于卫星通信、雷达探测等领域
5. 局限性和展望
虽然本文所设计的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线具
有优良的性能，但是还存在一些局限性。首先，该天线的制造和调试比较困难，需要专业的工艺和设备支持。其次，该天线的重量和体积比较大，不便于安装和运输。此外，该天线的成本较高，可能会限制其在应用中的推广。
针对以上局限性，我们可以进一步研究和改进。例如，可以采用新的材料和工艺来优化天线的制造和调试过程，同时可以对天线结构进行优化和精简以减小其重量和体积。另外，可以研究和开发新的低成本、高性能的双极化低副瓣天线，从而进一步推广和应用该技术。
总之，Ku波段天线的研究和应用是一个具有挑战性和前景的
领域，未来我们可以通过不断的创新和发展来满足更加复杂和严格的应用需求
另外，对于该天线的应用场景，也可以进一步扩展和深入研究。例如，在军事、卫星通信、雷达、航空航天等领域都存在对高性能Ku波段天线的需求，因此可以针对不同领域的应用需求，设计更加定制化和高性能的Ku波段天线。
此外，在未来的研究中，还可以将该天线与其他先进技术相结合，进一步拓展其应用范围和性能。例如，可以将该天线与信号处理技术、人工智能等相结合，实现更加智能化和自适应的通信和控制系统。
在继续研究和开发过程中，还需要注意一些问题和挑战。例如，随着通信和控制系统的不断普及和应用，对天线性能和可靠性的要求也越来越高，因此需要进一步优化和改进，以提高天线的性能和可靠性。同时，还需要注重天线的环保和可持续性，尽可能降低其对环境的影响。
总之，Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线具有广泛的应
用前景和研究价值，虽然存在一些局限性和挑战，但可以通过不断的创新和发展来不断拓展其应用范围和性能，为社会和人类带来更大的利益和价值
另外，该天线在实际应用中还需要考虑到一些实际问题，比如在电磁兼容性（EMC）方面的考虑，以避免其对其他电子设备和系统的干扰。此外，天线的制造和组装也需要考虑到一些技术和工艺问题，比如微带板的制作、分布式变量电容器的组装等。
在研究和开发过程中还需要关注到人机工程学问题。由于该天线通常需要与其他设备和系统进行交互，因此需要考虑到人机接口的设计以及用户的使用习惯和需求，以确保天线的易用性和可靠性。
此外，在实际应用中需要关注天线的维护和保养，确保其长期稳定性和可靠性。天线的易损部件需要定期检查和更换，可以采取远程监测和故障预警等方式，减少维护成本和人力投入。
总的来说，Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线具有广泛的应用前景和研究价值，可以通过不断地创新和发展来不断拓展其应用范围和性能。在实际应用中需要考虑到一系列问题和挑战，需要综合考虑技术、人体工程学、电磁兼容性等多方面因素，以确保天线的稳定性、可靠性和易用性
综上所述，Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线在通信领域具有重要的应用价值和研究意义。在实际应用中需要考虑到诸多问题和挑战，例如电磁兼容性、制造工艺、人机接口、维
护保养等方面。通过不断地创新和发展，可以进一步拓展其应用范围和性能，为实现高效、稳定、可靠的通信提供更好的技术支持
Ku波段波导缝隙全向天线设计 摘要：本文介绍了一种新颖的Ku波段波导缝隙全向天线设计，该天线通过在圆波导柱面上开凿一定数量的倾斜纵向缝隙，组成缝隙阵列。经过优化设计和仿真，天线在方位面360?范围内，增益起伏小于0.5dB，具有很好的全向特性，天线增益大于7.5dB，可用于雷达、基站通信等系统中。 关键词：圆波导；缝隙阵；全向；天线 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/b719147879.html,ki.37-1222/t.2016.12.191 1 引言 缝隙天线阵元的形式多种多样[1-2]，这是由于波导场分布的特点使单个缝隙天线（阵元）的位置比较灵活，甚至只要附加适当的激励元件，就可使在不同辐射位置上的缝隙也变成辐射元。 通常为了增强缝隙天线的方向性，在圆波导侧壁上按一定规律开多条尺寸相同的缝隙，即构成圆波导缝隙天线阵。 波导缝隙阵列天线具有机械强度好，结构紧凑、辐射效率高、耐腐蚀、便于加工等一系列优点，因而在雷达、微波通信以及广播电视系统中广泛使用。 对于波导缝隙全向天线，传统的设计方法主要有三种，第一种是单根矩形波导双面开设辐射缝隙的全向天线[1]，这
种天线增益可达10dB以上，但是水平不圆度较差，在水平 面增益差达2dB以上。第二种是由梯形波导缝隙天线组成的圆环阵[2]，增益可以达到10dB以上，方位面不圆度小于6.5dB，这种中心馈电的波导缝隙圆环阵，结构复杂，加工难度较大。第三种是在圆波导的侧壁上开凿纵向辐射缝隙，通过调谐激励探针的方法来激励辐射缝隙，从而实现全向天线的性能[3]，这种全向天线的不圆度较好，但是其增益一般只能做到5dB 以下，并且结构比较复杂。 本文提出了一种新颖的波导缝隙全向天线设计，在圆波导侧壁上开设一系列的倾斜纵向辐射缝隙，仿真结果显示，在方位面360?范围内增益起伏小于0.5dB，方位面不圆度较好，天线增益优于7.5dB，可用于雷达和基站通信系统中。 2 波导缝隙全向天线设计 波导缝隙阵列天线可分为谐振阵列天线（驻波阵）和非谐振阵列天线（行波阵）两种形式。我们这里设计的波导缝隙全向天线属于波导缝隙谐振阵列天线的范畴，具体来说，这类天线一般在圆波导的一周均匀加工6～8个纵向缝隙， 已实现全向性的要求。合理选择圆波导的内径?值，使得相 邻缝隙间间距约为λg/2，每个缝隙的长度约为λ/2，其中λ g为波导的工作波长，λ为自由空间工作波长，缝宽一般取2～3mm，终端设置短路板，短路板距终端缝隙中心约为λ g/2，缝隙的倾角为θ，于是天线阵的各缝隙单元被同相激励，
微带贴片天线阵列的研究与设计 随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统的重要组件，其性能和设计受到了广泛。微带贴片天线作为一种常见的平面天线，具有体积小、重量轻、易于集成等优点，被广泛应用于现代通信系统中。本文将重点探讨微带贴片天线阵列的研究与设计。 微带贴片天线的基本原理是利用微带线来传输信号，并在贴片表面形成电磁场，从而实现电磁波的辐射和接收。微带贴片天线的应用范围广泛，如移动通信、卫星通信、雷达等领域。为了满足现代通信系统的需求，微带贴片天线阵列的研究与设计成为了关键。 微带贴片天线阵列的研究与设计方法包括理论分析、实验测试和数据分析。理论分析是研究微带贴片天线阵列的基础，通过建立模型来分析天线的辐射特性和性能参数。常用的分析方法包括电磁场理论和有限元法等。实验测试是研究微带贴片天线阵列的重要环节，通过测试数据来验证理论分析的正确性。实验测试包括天线性能参数的测量和辐射特性的测试等。数据分析是对实验测试结果进行处理和解释的过程，通过对比不同数据来优化天线阵列的设计。 实验结果表明，微带贴片天线阵列具有优良的性能特点和优势。微带贴片天线阵列的辐射性能较强，能够实现方向性和增益的控制。微带
贴片天线阵列的带宽较宽，有利于实现多频段通信。微带贴片天线阵列易于集成和制造，具有较低的成本和较高的可靠性。这些优点使得微带贴片天线阵列在未来通信领域中具有广泛的应用前景。 本文通过对微带贴片天线阵列的研究与设计，总结了其性能特点和优势，并指出了微带贴片天线阵列在技术创新和应用推广方面的意义。微带贴片天线阵列作为一种重要的平面天线，具有广泛的应用前景。在未来的研究中，可以进一步探索微带贴片天线阵列的高效设计和优化方法，提高其性能和可靠性，以满足不断发展的无线通信需求。 随着无线通信技术的快速发展，天线作为通信系统中关键的组成部分，其性能和设计受到了广泛。特别是高性能宽带双极化微带贴片天线，其在无线通信领域具有广泛的应用前景。本文将围绕高性能宽带双极化微带贴片天线的设计进行深入研究，旨在为未来无线通信领域提供高性能的天线解决方案。 在设计高性能宽带双极化微带贴片天线时，需要综合考虑天线的性能、体积、成本等因素。为实现这一目标，我们制定了如下设计流程： 确定设计目标：综合考虑性能、体积、成本等因素，设定设计目标。研究双极化微带贴片天线的相关理论：了解微带贴片天线的辐射机制
目录 摘要 (2) Abstract (3) 1 绪论 (4) 1.1研究背景及意义 (4) 1.2国内外发展概况 (5) 1.3本文的主要工作 (6) 2 微带天线的基本理论和分析方法 (7) 2.1 微带天线的辐射机理 (7) 2.2微带天线的分析方法 (8) 2.2.1传输线模型理论 (9) 2.2.2 全波分析理论 (11) 2.3微带天线的馈电方式 (12) 2.3.1微带线馈电 (12) 2.3.2同轴线馈电 (12) 2.3.3口径（缝隙）耦合馈电 (13) 2.4本章小结 (13) 3宽带双频双极化微带天线单元的设计 (14) 3.1天线单元的结构 (14) 3.2天线单元的设计 (15) 3.2.1介质基片的选择 (16) 3.2.2天线单元各参数的确定 (16) 3.3天线单元的仿真结果 (17) 3.4本章小结 (18) 4 结束语 (19) 参考文献 (20) 致谢 (22)
ku波段双频微带天线的设计 摘要 本文的主要工作是Ku波段宽带双频双极化微带天线研究。在微带天线的基本理论和分析方法的基础上，对微带天线的技术进行了深入的研究，设计了3种不同结构的Ku波段宽带双频微带天线单元，并完成了实验验证。依据传输线模型理论并结合软件仿真分析了3种不同结构的天线单元在天线的带宽、隔离度和增益等性能方面的差异，并作了比较，得出了性能最佳的一种天线单元结构形式。最后，对全文的研究工作加以总结，并提出本文进一步的研究设想。 关键词：Ku波段；双频；传输线模型；微带天线
Abstract In this paper, broadband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna at Ku band is described. Three kind s o f wideband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna element are proposed and their experimental verifications are completed which based o n the classical theory and a deeper stud y on broadband, dual-frequency and dual-polarization technique of microstrip antenna. From the transmission-line mode theory and simulative results, he bandwidth, isolation and gain characteristics of a microstrip patch element with various structures are analyzed in detail and compared, and an antenna element with the best performance is adopted. Based on the element described, four-element linear array and planar array is designed which adopted anti-phase feeding and dislocation anti-phase feeding technique, respectively. In addition, the technique of anti-phase feeding which suppress cross-polarized is further studied by using the even/odd theoretical analysis. Finally, we summarize the research of the paper with an outlook for the further researches. Key words: Ku band; dual-frequency; dual-polarized; microstrip antenna
阵列天线中的设计及优化研究 近年来，阵列天线已经成为了无线通信领域中广泛应用的技术之一。而在阵列天线的设计与优化中，电路设计及射频工程方面的知识都是不可或缺的。本文将重点讨论阵列天线的设计与优化，为大家提供一些有益的参考。 一、阵列天线的构造 阵列天线可以看作是由许多天线元件（或称基本振子）排成一束的天线。一般来说，阵列天线发射功率较大，覆盖范围较广，而且具有较好的抗干扰能力，也因此被广泛地应用于卫星通信、雷达测量、航空通信等领域。另外，阵列天线还可以被用来调制波束方向，实现对特定目标的跟踪与定位。 二、阵列天线的设计要点 在阵列天线的设计过程中，很重要的一部分就是基本振子的选择。一般来说，基本振子的性能决定了整个阵列天线的最终性能。因此，在选择基本振子时，需要根据具体的应用情况，综合考虑天线频带、增益、波束宽度等因素，来确定合适的振子类型。常用的阵列天线基本振子有微带天线、直立天线和小型耦合天线等。 除了基本振子的选择之外，阵列天线还需要进行相位控制。这是因为阵列天线的相位控制可以帮助实现波束扫描和准确的角度跟踪，同时还可以提高天线的抗干扰性能。在阵列天线中，常用的相位控制方式有数字控制和模拟控制两种。 三、阵列天线的优化 除了基本振子的选择和相位控制之外，阵列天线的优化还包括波束宽度、方向性、结构等方面。其中，波束宽度的调整可以帮助改善信号的接收与发射效果，提升阵列天线的性能。在这一点上，可以通过改变基本振子的形状、增加振子的数量等方式来实现。
另外，方向性的优化可以通过合适的振子间距、阵列配置方式等方式实现。通 过对阵列天线的结构进行调整，可以增加天线的抗干扰能力，减少信号衰减等因素，提升天线的性能。 总之，在阵列天线的设计与优化中，需要谨慎选择基本振子，合理设置相位控制，以及优化波束宽度、方向性和结构等因素。只有这样，阵列天线才能够在大范围的应用中发挥出最优的性能。
Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天 线的设计 Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计 摘要：本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带 阵列天线的设计。该天线采用了双极化微带阵列设计，通过向微带阵列中引入射频电阻来实现宽带化和双极化，同时采用了对称馈电技术和圆极化技术来降低天线的副瓣和交叉极化损耗。通过仿真和实验验证，该天线具有优良的性能，满足Ku波段 应用中宽带、双极化和低副瓣的要求。 关键词：Ku波段；宽带双极化；微带阵列；低副瓣；天线设 计 1. 引言 Ku波段在卫星通信、雷达探测等领域得到了广泛的应用。在 这些应用中，宽带、双极化和低副瓣是天线设计中非常重要的要求。因此，如何设计出一种满足这些要求的Ku波段天线， 一直是天线研究的热点问题之一。 2. 天线设计 本文所设计的天线采用了微带阵列技术。微带阵列具有结构简单、成本低、易于制造和维护等优点。为了实现双极化，我们在微带阵列中引入了射频电阻，将信号分成水平极化和垂直极化两个信号，从而实现了双极化。同时，我们还采用了对称馈
电技术来降低交叉极化损耗。 为了实现低副瓣，我们采用了圆极化技术。圆极化技术是一种将线极化信号转化成圆极化信号的技术，使得天线在接收和发射时不会受到来自其他方向的干扰。通过对天线模型进行仿真和优化，我们得到了一种具有优良性能的Ku波段宽带双极化 低副瓣微带阵列天线。 3. 实验结果 我们通过实验验证了该天线的性能。实验结果表明，该天线具有良好的双极化和宽带特性，同时副瓣降低明显，性能稳定可靠。因此，该天线可以在Ku波段应用中发挥重要的作用。 4. 结论 本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天 线的设计。通过对该天线进行仿真和实验验证，我们证明了该天线具有优良的性能，能够满足Ku波段应用中对宽带、双极 化和低副瓣的要求。因此，该天线可以被广泛应用于卫星通信、雷达探测等领域 5. 局限性和展望 虽然本文所设计的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线具 有优良的性能，但是还存在一些局限性。首先，该天线的制造和调试比较困难，需要专业的工艺和设备支持。其次，该天线的重量和体积比较大，不便于安装和运输。此外，该天线的成本较高，可能会限制其在应用中的推广。
微带天线的设计和阻抗匹配 微带天线是一种广泛应用于无线通信领域的新型天线。它具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此特别适合于现代通信系统的应用。本文将详细介绍微带天线的原理、设计思路、阻抗匹配方法以及实验验证等方面的内容。 微带天线是在介质基板上制作的一种天线。它主要由辐射元和传输线组成，通过在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线，利用电磁波的辐射和传播特性实现天线的功能。由于辐射元和传输线都印制在介质基板上，因此微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点。 选择合适的介质基板，根据需要选择介电常数、厚度、稳定性等参数；在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线； 根据设计要求，对金属导带进行形状和尺寸的调整； 为提高天线的性能，需要进行阻抗匹配等调试； 选取合适的材料：根据应用场景和设计要求，选择合适的介质基板和金属材料；
设计形状和尺寸：根据天线设计的原理，设计合适的辐射元和传输线形状，以及其尺寸大小； 考虑天线的抗干扰能力：为提高天线的性能，需要采取措施提高天线的抗干扰能力，如设置保护区、采用滤波器等。 微带天线的阻抗匹配是实现天线高效辐射的关键环节。通常情况下，微带天线的阻抗不是纯电阻，而是具有一定的电抗分量。为了使天线与馈线之间实现良好的阻抗匹配，通常采用以下方法： 改变馈线的特性阻抗：通过调整馈线的几何形状、材料等参数，改变馈线的特性阻抗，使其与天线的阻抗相匹配； 添加电阻、电容等元件：在馈线与天线之间添加适当的电阻、电容等元件，以调整天线的阻抗，实现阻抗匹配； 采用分步匹配：通过在馈线与天线之间设置适当的阶梯状阻抗，逐渐接近天线的阻抗，从而实现良好的阻抗匹配。 为了验证微带天线的性能和阻抗匹配的效果，通常需要进行实验测试。实验测试主要包括以下步骤： 搭建测试平台：根据需要搭建测试平台，包括信号源、功率放大器、
微带共形阵列天线的研究 微带共形阵列天线的研究 引言： 天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，其性能的好坏直接影响到通信质量的稳定性和可靠性。近年来，随着通信技术的不断发展，对天线的要求也越来越高。微带共形阵列天线作为一种新型的天线结构，具有体积小、重量轻、制作工艺简单的优点，备受研究者的关注。本文将重点讨论微带共形阵列天线的设计原理、性能分析以及应用前景。 一、微带共形阵列天线的设计原理 微带共形阵列天线是由许多微带单元天线组成的，其基本设计原理是通过将微带单元天线按一定的几何结构进行排列，实现天线阵列。在设计过程中，需要考虑到微带单元天线的频率选择、输入阻抗匹配等因素。微带单元天线的尺寸和形状可以根据设计要求进行调整，以获得所需的辐射特性。同时，还需要注意微带单元天线间的互耦和干扰问题。 二、性能分析 微带共形阵列天线在性能方面有着一些独特的特点。首先，由于其体积小、重量轻，适用于在空间受限或重量有限的应用场景。其次，由于微带单元天线的选择和排列方式的不同，可以实现多种不同的辐射特性，如方向性辐射、宽带性能和抗干扰性能。此外，微带共形阵列天线还具有天线增益高、前向方向图锐利等优点。 三、应用前景 微带共形阵列天线的研究和应用前景广阔。在军事领域，它可以用于雷达系统、通信系统等。在卫星通信、移动通信等领域，
由于其高增益、抗干扰性能好，可以提高通信的可靠性和质量。此外，微带共形阵列天线还可以应用于无线传感器网络、人工智能等领域，为各种智能化设备提供可靠的无线连接。 结论： 微带共形阵列天线凭借其体积小、重量轻、制作工艺简单等优点，成为了当前天线领域的研究热点之一。通过合理的设计和调整，可以实现不同频率、不同辐射特性的微带共形阵列天线。其在军事、通信、卫星、无线传感器网络等应用领域具有广泛的前景和应用前景。未来，在微带共形阵列天线的研究中，我们还需要进一步探索其性能优化的方法，以满足不断发展的无线通信和智能化需求 微带共形阵列天线具有体积小、重量轻、制作工艺简单等优点，因此在天线领域备受关注。它可以通过合理的设计和调整实现多种不同的辐射特性，如方向性辐射、宽带性能和抗干扰性能。微带共形阵列天线在军事、通信、卫星、无线传感器网络等领域都具有广泛的应用前景。未来，我们需要进一步探索其性能优化的方法，以满足不断发展的无线通信和智能化需求。总的来说，微带共形阵列天线是一个有着巨大潜力和前景的研究领域
双频带圆极化微带阵列天线设计 胡金艳;杨君;秦文华;赵建平;徐娟 【摘要】利用旋转馈电技术设计了一种双频带圆极化微带阵列天线,以扩充天线的通信容量,提高抗干扰能力.天线由四个对角切角的矩形贴片和一个金属矩形环组成.天线利用贴片切角实现圆极化,利用两个贴片的对角线长度不等实现双频特性.天线中心的矩形环既可当做馈电网络,为圆极化波提供所需的递增相位,又可以提高天线的辐射性能.最后,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阻抗带宽分别为1.3～1.4 GHz和1.55～1.58 GHz,3 dB轴比带宽分别为1.36～1.42 GHz和1.6～1.62 GHz.%A dual-band circularly-polarized micro-strip patch array, by using a sequential-phase feeding network, is designed and implemented, thus to expand the communication capacity and improve the anti-interference capability. The antenna, composed of four rectangular patches with diagonally tangential angles and one metal rectangular ring, is circularly-polarized by using the corner patch, while the dual-frequency is realized by using the unequal diagonal lengths of two patches. The mental square ring in the center of the antenna may act as a feeding network, which provides both the increasing phase for circularly-polarized wave and a radiator to enhance the performance of the antenna. Finally, the simulation on the antenna with HFSS software indicates that the -10 dB impedance bandwidth of the patch array is 1.3～1.4 GHz and 1.55～1.58 GHz , and the measured 3dB AR bandwidth 1.36～1.42 GHz and 1.6～1.62 GHz respectively.
双频段双极化共孔径阵列馈源反射面天线设计 张玉梅;张立新;李磊 【摘要】A novel dual-band dual-polarized shared-aperture array-fed offset parabolic cylindrical reflec-tor antenna operating at Ku and Ka bands is presented.In the dual-band dual-polarized shared-aperture array, the radiating element at Ka band is the longitudinal slot in the broad face of rectangular waveguide which is in the lower layer of the shared-aperture array,the radiating element at the dual-polarized Ku-band is rectangu-lar microstrip patch antenna which is in the top layer of the shared-aperture array.The design and measure-ment results of this shared-aperture array are presented.The semi-physical simulation is also completed on the FEKO software platform.The simulation results indicate that the azimuth plane scanning capacity at the dual-polarized Ku-band is better than ±17°and the sidelobe level is better than -30 dB in two main planes, as well as the azimuth plane scanning capacity at Ka-band is better than ±10°and the sidelobe level is better than - 30 dB in two main planes.The beam width and the beam pointing in two main planes are matched completely.%介绍了一种新型Ku／Ka双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射面天线的设计。在双频段双极化共孔径阵列馈源设计中，Ka 波段采用裂缝波导阵，并且位于共孔径馈源阵列的下层，双极化 Ku波段采用微带贴片天线、位于共孔径阵列馈源的上层。文中给出了该双频段双极化共孔径阵列馈源的设计及测试结果，并将该测试结果代入偏馈抛物柱反射面天线中在 FEKO 软件平台上进行了半实物仿真，仿真结果表明，该双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱
Ku频段双极化缝隙耦合微带天线设计 李琳;万继响 【摘要】综合运用缝隙耦合馈电技术、双线馈线技术和引入空气层等方式展宽了天线的频带,设计并仿真出一种工作在Ku频段“H”形缝隙耦合馈电的双极化微带天线.天线采用多层结构,减小了天线尺寸,天线单元的“H”形状耦合槽垂直放置,提高了两馈电端口的隔离度,两端口同时馈电并电控调整馈电强度,从而合成线极化指向可变的辐射场.用三维电磁场仿真软件HFSS对天线阵的电特性进行了仿真和优化,结果表明:天线单元工作在12.25～12.75 GHz频率范围内,中心频点处增益为8.27 dB,回波损耗小于-10 dB时,相对阻抗带宽为10.1％,两个极化端口隔离度在40dB以上. 【期刊名称】《电子设计工程》 【年(卷),期】2016(024)007 【总页数】4页(P182-185) 【关键词】微带天线;H形缝隙耦合;双极化;高隔离度 【作者】李琳;万继响 【作者单位】中国空间技术研究院西安分院陕西西安710000;中国空间技术研究院西安分院陕西西安710000 【正文语种】中文 【中图分类】TN822+.8
微带天线具有体积小、重量轻、易共形、易于加工以及易与有源器件及电路集成等优点，已经在通信、导航、引信等方面获得了广泛应用。但是其固有的频带窄，功率容量低，限制了在诸多方面的应用［1］。 近年来许多国内外学者针对如何扩展微带天线的带宽问题做了大量研究，也提出了许多行之有效的方法。缝隙耦合微带天线是Pozar在1984年首先提出的，与传 统的同轴馈电或侧馈相比，缝隙耦合的主要优点是其馈电网络和无源辐射单元分别安置在两层介质板上，可以分别进行优化设计，并且辐射部分与馈线部分隔开，馈线的寄生辐射弱，便于大规模组阵；同时又有足够的带宽的隔离度，更容易形成双极化天线［2］。Yazjdj等人基于传输线模型分析验证了多种不同的缝隙形状对耦合强度的影响，并指出与相同尺寸的矩形缝隙相比，H形的缝隙可以得到比较大 的耦合量，容易实现微带天线的宽频谐振，具有良好的交叉极化性能。本文基于口径耦合的相关理论，设计分析了一种工作在Ku频段的H形缝隙耦合双极化微带 天线，并获得了宽频带、高增益、高隔离度的天线单元，便于与微波电路集成或组成天线阵，进而研究该单元辐射任意线极化指向的电磁波的特性，满足在卫星通信、测控等领域的应用要求。 在HFSS软件中建立微带天线的模型如图1所示。天线由两层介质板、微带贴片、微带馈线及开在接地板上的耦合缝隙组成。天线的辐射贴片和馈线分别位于其上蚀刻有H形耦合缝隙的接地板两侧，这种结构有3大优点：一方面，接地板可以屏 蔽来自馈线的寄生辐射，避免其对天线上半部分的辐射方向图产生干扰；其次，增大了馈电网络的布线空间；最后，我们可以分别对辐射贴片和馈电网络进行优化。这种结构特点对于高性能的微带天线阵列的设计尤为有利，特别是大型低副瓣微带天线阵。 微带缝隙天线的基本模型，是在微带线的金属地平面上蚀刻单个缝隙或缝隙阵列作为辐射单元，缝隙与微带馈线垂直相交。电磁波通过微带馈线传播到缝隙处耦合激
微带共形阵列天线研究与应用 随着无线通信技术的快速发展，微带共形阵列天线在通信、卫星导航、智能电网等领域的应用越来越广泛。本文将介绍微带共形阵列天线的研究与应用现状，分析其技术特点，探讨未来发展趋势。 关键词：微带共形阵列天线、无线通信、卫星导航、智能电网 微带共形阵列天线是一种基于微带贴片天线技术的阵列天线，具有体积小、重量轻、易集成等优点。随着无线通信技术的不断进步，微带共形阵列天线的研究与应用越来越受到。 近年来，国内外研究者对微带共形阵列天线进行了广泛的研究，取得了许多重要的成果。例如，中国科学院上海天文台的李洪涛等人设计了一种应用于卫星通信的微带共形阵列天线，有效地提高了通信性能。美国加州大学伯克利分校的张晓红等人研究了一种应用于无线局域 网的微带共形阵列天线，实现了高速数据传输。微带共形阵列天线在卫星导航、智能电网等领域也有着广泛的应用。 (1)结构：微带共形阵列天线的结构主要由微带贴片天线和共形阵列 组成。微带贴片天线负责辐射和接收电磁波，共形阵列则用于实现波束扫描、增益提高等效果。
(2)工作原理：微带共形阵列天线的工作原理是利用微带贴片天线的谐振特性，通过调整贴片形状、尺寸和位置等参数，实现对特定频率的电磁波进行高效辐射和接收。 (3)布局：微带共形阵列天线的布局主要是指贴片天线在载体表面的排列方式。根据不同的应用需求，可以采用不同的布局方式，如线性布局、圆形布局、平面布局等。 微带共形阵列天线具有广泛的应用前景。在通信领域，可以利用微带共形阵列天线实现高速数据传输和宽带通信。在卫星导航领域，微带共形阵列天线可以提高定位精度和抗干扰能力。在智能电网领域，微带共形阵列天线可以实现电力设备的远程监控和智能管理。微带共形阵列天线还可以应用于无线传感网络、雷达探测等领域。 未来，微带共形阵列天线的研究与发展将面临更多的挑战与机遇。一方面，研究者需要解决微带共形阵列天线的带宽窄、增益低、方向图可控性差等问题。另一方面，随着5G、物联网、等技术的快速发展，微带共形阵列天线的应用场景将更加丰富和复杂，需要研究者们不断创新，以满足不同领域的需求。 微带共形阵列天线作为无线通信领域的一种重要技术，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。未来研究者需要不断深入研究和创新，提
天线 CAD 大作业 学院：电子工程学院 专业：电子信息工程
微带天线设计 一、设计要求： （ 1）工作频带 1.1-1.2GHz ，带内增益≥ 4.0dBi ，VSWR ≤2:1 。微波 基板介电常数为 r = 6，厚度 H ≤5mm ，线极化。总结设计思路和过程，给出 具体的天线结构参数和仿真结果，如 VSWR 、方向图等。 （ 2）拓展要求：检索文献，学习并理解微带天线实现圆极化的方法， 尝试将上述天线设计成左旋圆极化天线，并给出轴比计算结果。 二、设计步骤 计算天线几何尺寸 微带天线的基板介电常数为 r = 6 ， 厚度 为 h=5mm,中 心频 率为 f=1.15GHz, c 3 108 m / s 天线使用 50Ω同轴线馈电，线极化，则 c r 1 ) 1 （1）辐射切片的宽度 w =69.72mm f ( 2 2 2 r 1 r 1 h 1 2 （2）有效介电常数 e 2 2 ( 1 12 w ) =5.33 （3）辐射缝隙的长度 L 0.412h ( e 0.3)(w / h 0.264) =2.20 ( e 0.258)( w / h 0.8) （4）辐射切片的长度 L c L =52.10mm 2 2 f e （5）同轴线馈电的位置 L1 r 1 r 1 h 1 2 =5.20 re( L) (1 12 ) 2 2 L L1 L (1 1 ) =14.63mm 2 re 三、 HFSS 设计 （ 1）微带天线建模概述 为了方便建模和后续的性能分析，在设计中定义一系列变量来表示微带天线的结构尺寸，变量的定义及天线的结构尺寸总结如下：
微带天线的 HFSS 设计模型如下： 立体图俯视图 模型的中心位于坐标原点，辐射切片的长度方向沿着x 轴，宽度方向沿着y 轴。介质基片的大小是辐射切片的 2 倍，参考地和辐射切片使用理想导体来代替。对于馈电所用的50Ω同轴线，这用圆柱体模型来模拟。使用半径为 0.6mm、坐标为（L1，0,0 ）；圆柱体顶部与辐射切片相接，底部与参考地相接，及其高度使用 变量 H 表示；在与圆柱体相接的参考地面上需要挖一个半径为 1.5mm的圆孔，作为信号输入输出端口，该端口的激励方式设置为集总端口激励，端口归一化阻抗为 50Ω。模型建立好后，设置辐射边界条件。辐射边界表面距离辐射源通常需 要大于 1/4 波长，1.15GHz时自由空间中 1/4 个波长约为 65.22mm，用变量 length 表示。 （2） HFSS设计环境概述 ＊求解类型：模式驱动求解。 ＊建模操作 模型原型：长方体、圆柱体、矩形面、圆面。 模型操作：相减操作 ＊边界条件和激励 边界条件：理想导体边界、辐射边界。 端口激励：集总端口激励。 ＊求解设置：
双频微带天线的研究 随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统的重要组成部分，其性能和设计受到了广泛。双频微带天线作为一种具有特殊性能的天线，具有广泛的应用前景。本文将介绍双频微带天线的相关知识和研究现状。 双频微带天线的基本结构 双频微带天线由基板、辐射元和接地板组成。基板通常采用低损耗介质材料，如聚四氟乙烯、陶瓷等。辐射元和接地板通常采用金属材料，如铜、铝等。辐射元的设计是双频微带天线的核心部分，通常采用贴片、孔径、缝隙等结构形式。 双频微带天线的工作原理 双频微带天线的工作原理是利用不同的频率对应不同的谐振模式，从而实现双频工作。在高频段，天线以主模进行辐射，而在低频段，天线以次模进行辐射。通过合理设计辐射元的形状和大小，可以调整两个谐振模式的频率比和带宽，从而实现双频微带天线的性能要求。双频微带天线的特点
双频微带天线具有以下特点： 1、小型化：由于微带天线是基于印刷电路技术制造的，因此可以在很小的基板上实现天线的功能，方便集成到各种通信设备中。 2、多频性：双频微带天线可以同时工作在两个频率上，提高了天线的利用率和系统性能。 3、宽波束：双频微带天线的辐射波束较宽，增益较低，适用于多方向通信。 4、高隔离度：由于双频微带天线采用不同的谐振模式进行工作，因此具有较高的隔离度，减少了相互干扰。 双频微带天线的应用前景 双频微带天线具有广泛的应用前景。在移动通信领域，双频微带天线可以被应用于手机、平板等便携式设备中，以实现全球移动通信网络的接入。在卫星通信领域，双频微带天线可以应用于卫星、卫星电视等设备中，实现远距离、高速率的通信。 此外，双频微带天线还可以应用于无线局域网、蓝牙、Zigbee等无线通信系统中。例如，在无线局域网中，双频微带天线可以提供更高
大型星载Ku波段波导缝隙阵列天线——宽频带设计及热变 形分析 刘世华;王宏建;郝齐焱;易敏;陈雪;刘广 【期刊名称】《空间科学学报》 【年(卷),期】2013(033)002 【摘要】高度计波导缝隙阵列天线是高增益、低副瓣天线子系统,其宽频带、窄波束等特点对天线设计将提出较高要求.天线阵面较大,在空间环境冷热交替的作用下会发生形变,因此,有必要研究形变对天线电性能的影响.本文采用天线阵分区馈电、波导中心馈电以及加载元件等技术,解决了天线宽频带设计问题,并针对热变形问题,提出一种分析天线热变形对其电性能影响的新方法.现已加工出8×10阵列天线实验件,实测结果表明,1.3以下驻波带宽为340 MHz,E面副瓣电平为-25.9dB,H面副瓣电平为-27.2 dB,满足实际要求,验证了设计方法的有效性. 【总页数】6页(P207-212) 【作者】刘世华;王宏建;郝齐焱;易敏;陈雪;刘广 【作者单位】中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京 100190;中国科学院大学北京 100049;中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京 100190;中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京100190;中国科学院大学北京 100049;中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京 100190;中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京 100190;中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验北京 100190
【正文语种】中文 【中图分类】V443.4 【相关文献】 1.Ku波段波导混合缝隙阵列全向天线的设计与实现 [J], 王莉莉;李迎松;杨晓冬;杨祁 2.星载大型平板缝隙天线结构设计及热变形分析 [J], 范文杰;栗晓鹏;陈博 3.星载Ku波段波导缝隙天线的缝隙特性分析 [J], 王宏建;刘世华;郝齐焱;易敏;陈雪;刘广 4.Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计 [J], 尹继亮 5.Ku波段波导缝隙全向天线设计 [J], 魏文博;张洪涛 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
宽带低副瓣微带反射阵列天线 官正涛 【摘要】为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线.该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性.采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,实现了反射阵列天线的宽带低副瓣特性.实测结果表明,在X频段3.2%的带宽内,天线副瓣电平低于-25 dB,并且天线效率不低于50%. 【期刊名称】《电讯技术》 【年(卷),期】2010(050)005 【总页数】4页(P80-83) 【关键词】便携式雷达;反射阵列;微带延迟线;低副瓣 【作者】官正涛 【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都,610036 【正文语种】中文 【中图分类】TN82 1 引言 便携式雷达可用于边境、海岸、战区前沿、战场环境侦察和监视，也可用于要地和高价值设施，如政府要地、军事基地、部队驻地、电站、油库等敌方攻击目标的防御和保护，具有极大的市场潜力。目前,便携式雷达多利用易折叠微带反射阵天线
替代传统的抛物反射面天线研制而成的。微带反射阵天线的最大优点是反射面可以分块折叠，可以3层叠放，和收发信机组装一个便携单元，能快速装卸，具有目 前国外便携式雷达平板阵天线的便携优点，而且重量轻，天线增益高，生产成本低。为雷达系统配套的微带反射阵列天线在设计过程中，除了要考虑介质损耗、单元互耦和表面波控制等因素以提高天线效率外，还要考虑措施以降低天线副瓣电平和增加天线副瓣电平带宽。合理选择印制板的材料参数和厚度，就能兼顾介质损耗、单元互耦和表面波抑制[1-3]。 本文采用微带延迟线移相的方案，降低了印制板蚀刻加工要求，保证了低副瓣的微带反射阵列天线的加工实现。准确控制反射单元的反射相位，包括在中心频点反射相位的准确提取，降低反射相位在频带内的色散，降低反射单元之间的耦合和降低表面波辐射，微带反射阵列天线就能实现宽带低副瓣特性。实验测试结果表明，该微带反射阵列天线在X频段3.2%的带宽内副瓣电平低于-25 dB，并且天线效率不低于50%。 2 天线原理 微带反射阵列天线的示意图及其坐标系统如图1所示。在双面板的第1层蚀刻有 大量微带贴片天线单元。每个微带贴片都用(m，n)赋予一个序号，其中m代表行序号，n代表列序号。微带贴片天线单元的示意图如图1(d)。在图1中，A、B分别为反射阵天线的方位和俯仰口径尺寸；C为天线面下边缘；F为馈源相位中心至反射阵面的距离，一般也称为反射阵天线焦距；Sx、Sy分别为微带贴片单元在x 和y方向的尺寸；L、W为贴片在x和y方向的尺寸。 当从馈源辐射出来的电磁波照射到第(m，n)个微带贴片上时，由于它没有负载， 故将接收到的电磁波二次辐射回自由空间。我们把这一过程中在贴片处的附加相位记为φm,n，在反射阵中心的附加相位记为φ00，并把从馈源相位中心到第(m，n)个贴片中心的距离记为rmn，到反射阵中心的距离记为r00，那么当满足：
2000年6月 宇航计测技术 第20卷第3期 宽频带微带天线的设计 文 摘 频帯罕严亜制约帯带天线的广:乏应用.在讨论微带天线频带展宽的基础上. 研究多 谐撮方式展宽頻带的为法 采用时域仔限卷分法进厅优化设计计算.给岀了具休測试 结果. ^ 主題词 雲频带帯尢纨fit 萝有限書分亠L 波段 微带天线由于其本身的特点（如具有结构冏甲.低削面.小型化、可以与飞行器表面 共形安装而不影响飞行器的空气戍力性能和占用飞行器内舱空间.天线可以与微带电路 （如放大器等）集成在一起.工妙制造简单•价格低嚓等优点）.而广泛应用于测量和通讯 各个领域.但是对于微带天线來说.最严車的缺陷可能是单彳、贴片天线的带宽太窄.与振 子天线、缝隙天线.波导开口咆叭天线等工作带宽一般在15。。~50%相比"微带单結片 的天线带宽H 有百分之几，因此展近微带天线弋量的研究是关于儆带天线的频带展宽 技术 2分析计算 增加微带介质的号度；②降低做帯介质的介电常数：3采用有耗介质；①对惯电电路采用宽 带阻抗匹配（如阻抗匹配电路或E 用开缝耦令讨天线惯电）；旨采用多贴片谐振.一般来 说、前三种方法的效果比絞不明址・而且第三种方法是以天线増益的降低为代价的；第四 收槁 2（XK1 02-OK ・北京杯毛装备扌&挥技术学陀.井帅.巴 ^H4|h 种方法締要设计宽带匹配电路，但电路结构复杂，制作难度比较大.因此我们采用第五种 方法.垓方法是利用多贴片耦合的方式.使每个贴片天线的谐振中心频率各不相同、而各 谐振带宽又相互交叉.使整个天线的总体带宽展宽.如图1所示.就象电路中采用多级放 大器展宽频带的方法类似.毎个贴片均采用矩形结构，根据矩形结构微带天线的理论.单 个矩形贴片微带天线的长度近似为1/2个波导波长，因此.单个贴片的谐振中心频率可 以按下式计算 式中：I —光速；g —■等效介电常数因子；力一贴片的长度。 微带天线的频带可以从以F 三个方面 的带宽来描述：阻抗带 緬 宽、方向图带宽 和极化带宽.… 度 般来说阻抗带宽天线带 宽的主嬰 因素＜ 通过对微带天线的分析可 以知道.要展宽微带天线的频 带.可以采用 以下几种方法：・i / 图I 微带天线多级谐振展宽频带图