小型化超宽带对周天线

第11期 肀螬f SM 龛找*f MVol .15N o.il2020 年 11 月Journal of CAEIT Nov . 2020doi ： 10. 3969/j . issn . 1673-5692. 2020. 11.006超宽带Vivaldi 天线单元及阵列设计史信荣、史劼2,熊洋洋\柯进、罗旭东1(1.广东省计量科学研究院广东省现代几何与力学计量技术重点实验室，广东广州51〇4〇5;2.中国工业互联网研究院，北京100110)摘要：文中设计了一种新型超宽带平衡对跖Vivaldi 天线单元和阵列。

研究分析了主要结构参数 对天线性能的影响，通过增加金属隔板、接地柱、减小天线剖面高度等方式，将天线单元的阻抗带宽由1.7个倍频程提升至5个倍频程。

该新型天线单元具有阻抗带宽较宽、结构尺寸小的特点，是一 种较为理想的超宽带阵列天线单元。

在单元优化的基础上，文中对8 x 8的超宽带天线阵列性能进 行了研究，结果表明该天线阵列具有良好的阻抗带宽和辐射性能。

关键词：超宽带；Vivaldi 天线；平衡对跖中图分类号:TN 98文献标志码：A文章编号：1673-5692(2020) 11-10654)5Design of Ultra-Wideband Wide-angle Scanning VivaldiAntenna and ArraySHI Xin-rong 1 , SHI Jie 2 , XIONG Yang -yang 1 ,KE Jin ' , LUO Xu -dong 1(1. Guangdong Institute of Metrology , Guangdong Provincial Key Laboratory of Modem Geometric and MechanicalMetrology Technology , Guangzhou 510405 ,China ；2. China Academy of Industrial Internet , Beijing 100036,China )Abstract ： A novel ultra-wideband (UWB ) balanced antipodal Vivaldi antenna element and array withwide-angle scanning is designed . The influence of the main structural parameters on the antenna perform ­ance is analyzed . The impedance bandwidth of the antenna element is improved from 1. 7 octaves to 5 oc ­taves by adding metallic partitions , metallic poles and reducing the height of the antenna . The novel an ­tenna element not only has a wide impedance bandwidth , but also a smaller structure size . The length and width of the antenna element is only half of the wavelength corresponding to the highest frequency . It is an ideal UWB wide-angle scanning array antenna element . On the basis of element optimization , the performance of 8 x 8 UWB array is studied . The results show that the aiTay has a wide impedance band ­width and good radiation performance .Key words ： ultra-wideband (UWB ) ； vivaldi antenna ； balanced antipodal〇引言阵列天线具有快速扫描、波束形状捷变、空间功 率合成的能力，广泛应用在卫星通信、遥感遥测等领域。

一种分段的超短波对数周期天线设计与实验
唐金彪;李相强;崔玉国;乔小斌
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】超短波的传播方式主要为视距传播,这种传播方式需要天线具有强方向性且有较高的增益。

而对数周期天线是一种超宽带、中等增益的天线,非常适用于超短波通信。

然而在超短波频段下,常规对数周期天线的长度较长,小型化程度不高。

为了实现超短波对数周期天线的小型化,提出一种分段的超短波对数周期天线的设计方案。

根据应用需求,在满足天线增益的情况下,采用分段设计缩减天线长度,同时调整集合线之间的夹角,以实现天线的阻抗匹配。

经过仿真设计,天线在30~70 MHz频段内典型增益大于8 dBi,天线的长度缩减至7 m。

采用基于无人机飞行平台的外场测试系统对天线进行实验测试,测试结果表明,天线在工作频率范围内驻波比小于1.5,测试与仿真的辐射特性基本一致。

该天线具有带宽宽、增益高、结构简单等特点,可以满足实际场景中超短波天线的需求。

【总页数】6页(P12-17)
【作者】唐金彪;李相强;崔玉国;乔小斌
【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院;中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN820-34
【相关文献】
1.超短波对数周期天线结构设计及分析
2.一种机载对数周期天线结构设计
3.一种旋转对数周期天线设计
4.一种对数周期天线的结构优化设计研究
5.一种双模式短波对数周期天线设计
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小型宽带微带天线的设计研究谢泽会;王玉琴;郝双洋;赵红梅【摘要】针对移动通信终端小型化、集成化的发展趋势,本文提出一种中心频率为7.3 GHz的小尺寸宽频带天线.基于微带天线理论及单极天线的典型结构,改变三维结构、平面形状及介质的宽度,设计出一种新型的小型天线.考虑到影响天线特性的相关因素,利用HFSS11软件进行仿真优化,结果表明,该天线大小仅为16 mm×17 mm,绝对带宽可达3.2 GHz(S11＜-10 dB),远远超过了500 MHz.为一宽带小型天线.%In consideration of the miniaturization and integration of development tendency for mobile communications terminations, this paper presents an antennas with miniaturiation and wide-band. Based on theory about microstrip and typical structure of monopole antennas, the antennas is designed that can change the three-dimensional structure into a plane structure and the length of the dielectric slab. The experiments show that the antennas is a kind of wide-band antennas with size 16 mmx17 mm and an absolute frequency bandwith for 3.2 GHz(Sn<-10 dB).【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2012(028)002【总页数】3页(P79-81)【关键词】单极天线;三维结构;HFSS1l;宽带【作者】谢泽会;王玉琴;郝双洋;赵红梅【作者单位】郑州轻工业学院电气信息工程学院郑州450002;郑州大学教育技术中心郑州450001;中国联合网络通信有限公司河南分公司郑州450045;郑州轻工业学院电气信息工程学院郑州450002【正文语种】中文1 引言随着无线通信技术的发展和电子产品应用的普及，对天线提出了更高的要求，主要体现在频带的范围更广，体积更小，便于安装、架设和携带，同时具有较高的效率。

现代电子技术Modern Electronics Technique2024年2月1日第47卷第3期Feb. 2024Vol. 47 No. 30 引 言超短波是指频率为30~300 MHz 的电磁波，其广泛地应用于广播、移动通信、雷达和战术通信中[1⁃4]。

超短波的主要传播方式为视距传播，这种传播方式要求天线具有较高方向性和增益。

对数周期天线是一种经典的非频变天线，具有结构简单、工作频带宽、增益高以及定向性好等特点[5⁃6]，广泛地应用于各种通信领域。

传统的对数周期天线设计方法已经很成熟[7⁃9]，基本是根据增益与τ（比例因子）和σ（间距因子）的关系曲线找出最佳的τ和σ，再根据工作带宽通过公式计算出各个振子的长度与间距。

这样设计出的对数周期天线虽然能够在工作频带内获得可观的电性能，但是天线的集合线长度往往过长，不利于天线的实际使用[10]。

在设计时需要通过优化τ和σ使天线的集合线长度满足实际的需要[11]。

国内外学者在短波、超短波以及微波波段对对数周一种分段的超短波对数周期天线设计与实验唐金彪1， 李相强1， 崔玉国2， 乔小斌1（1.西南交通大学 物理科学与技术学院， 四川 成都 610031；2.中国电波传播研究所 电波环境特性及模化技术重点实验室， 山东 青岛 266107）摘 要： 超短波的传播方式主要为视距传播，这种传播方式需要天线具有强方向性且有较高的增益。

而对数周期天线是一种超宽带、中等增益的天线，非常适用于超短波通信。

然而在超短波频段下，常规对数周期天线的长度较长，小型化程度不高。

为了实现超短波对数周期天线的小型化，提出一种分段的超短波对数周期天线的设计方案。

根据应用需求，在满足天线增益的情况下，采用分段设计缩减天线长度，同时调整集合线之间的夹角，以实现天线的阻抗匹配。

经过仿真设计，天线在30~70 MHz 频段内典型增益大于8 dBi ，天线的长度缩减至7 m 。

采用基于无人机飞行平台的外场测试系统对天线进行实验测试，测试结果表明，天线在工作频率范围内驻波比小于1.5，测试与仿真的辐射特性基本一致。

一种基于共面波导馈电的超宽带平面螺旋天线作者：傅宁周航帆马军刘昊王孜廖保全吴小鸥来源：《中国新通信》 2018年第13期【摘要】为了扩展天线频宽，扩大其在小型化宽频带通信系统的应用，本文提出一种基于共面波导馈电的超宽带平面螺旋天线。

天线工作在超宽带UWB（3.1-10.6 GHz）频段以及无线移动电信服务WMTS（1.395-1.4 GHz）频段内，通过对天线关键参数仿真、分析和优化，得出最佳的天线结构。

仿真结果表明，天线在1.395GHz~10.6GHz 频段内的驻波比均小于2.0，辐射方向图为全向，最高增益优于3.0dBi，满足无线通信应用需求。

【关键词】共面波导平面螺旋天线反射系数A novel Ultra-Wideband Planar Spiral Antenna Base On Coplanar Waveguide-FedAbstract: A novel ultra-wideband planar spiral antenna based on coplanar waveguide-fed is proposed in order to extend theantenna bandwidth and expand its application in miniaturized communication system, The antenna is designed tooperate over theUWB (3.1-10.6 GHz) band as well as in a lower band suitable for WMTS (1.395-1.4 GHz). By analysis and optimization of the mainparametersinfluencing the antenna performance in the simulation, the ideal size for the antenna was determined．The resultsshow that the VSWR of the antenna less than 2.0in the range of 1.395GHz-10.6GHz, the radiation pattern is omni-directional witha greatly increased gain of 3.0dBi, which meets the requirements of wireless communication application.Key words: coplanar waveguide; spiral antenna; reflection coefficient引言UWB 技术最初在1960 年作为军用雷达技术开发的，与常见的通信方式使用的连续的载波不同，UWB 采用极短的脉冲信号来传送信息，其传输速率可达到几百Mbps。

阿基米德螺旋天线小型化研究电子与信息技术研究院：田塽指导教师：宋朝晖摘要：本论文介绍的是利用一种特殊的曲折臂方法对阿基米德螺旋天线进行小型化，并且通过在天线的末端加载一个圆环来改善天线的圆极化特性。

首先利用CST Microwave-studio软件对设计的小型化天线及超宽带馈电巴伦（balun）进行计算机仿真；之后，根据仿真结果，加工最佳结构的天线与巴伦，并进行了测量。

测量结果表明本课题对天线小型化的整体分析与设计是合理、有效的。

关键词：阿基米德螺旋天线；超宽带巴伦；天线小型化Abstract：This paper introduces a special zigzag-arm method for the miniaturization of the conventional Archimedean spiral antenna and improves the circular polarization characteristic of the miniaturization Archimedean spiral antenna by adding a loop on the back of printed circuit board which the antenna in etched on. Firstly, a great deal of simulation of the miniaturization antenna and balun is made using CST（Microwave-studio）software. Then, according to the simulated results, we process the embodiment with the optimum parameters and test it. The experimental results verify the effectiveness of this antenna design.Key words：Archimedean spiral antenna ultra wide-band balun antenna miniaturization1引言超宽带（Ultra Wide Band, UWB）天线技术是超宽带雷达和导弹制导系统中的关键技术之一。