基于人工电磁材料覆层的低剖面谐振腔天线研究
V波段低副瓣波导缝隙天线设计
Ｎ
超低 副瓣 等性能 要求 ， 文采用 线性行 波 阵结 构 ， 本
选择 泰勒 阵列 的缝 隙阵列 分布模 式来 降低激励 电
流 误 差 敏 感 度 。馈 电 波 导 为 标 准 波 导 Ｂ ６ ０ 波 Ｊ２ 。 导 缝 隙 天 线 完 整 模 型 如 图 １所 示 。
要 考 虑 到 结 构 强 度 要 求 ， 导 壁 厚 通 常 为 １ｍｍ 波
２ 波导 缝 隙偏 移位 置 公式 修 正
当缝 隙 电 导 已 知 时 ， Ｓ ｅｅ ｓｎ电 导 公 式 由 ｔｖ ｎ ｏ
—
左右 。相 比天 线 的工 作 波长 ， 者 在 同一数 量 级 二 上 。因此 ， 已不能假设 壁厚为 零 。同时 ， 由于受 机
Ｔｈｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ － ａ ｄ Ｓ ｏ ｔ ｄ Ｗ ａ ｅ ｕ ｄ ｓｇ ｆ Ｖ－ ｎ ｌ ｔ ｅ ｂ ｖ ｇ ｉｅ
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牧 麓 日期 ｌ０ １ ６ ８ Ｚ １ ～０ —２ 作 者 ■ 介 ｔ 贤 刚 （ ９ ９ ， ， 科 ， 要 从 事 数 字 通 信 与 袁 １ ７ 一） 男 本 主
信 号处 理 、 波 技 术 及 其 应用 研 究 。 微
ａ ）波 导 壁 厚 为 零 ；
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单位／ ｍｍ １ ６ ５ ４ ．
１ ． ８ ２ ． ８ ８ ４ ３５ ８０７ ２８７ ．４
４ 仿 真 结 果
新型低剖面Ku波段平板天线设计
第３７卷第３期２０２０年９月河㊀北㊀省㊀科㊀学㊀院㊀学㊀报J o u r n a l o f t h eH e b e iA c a d e m y o f S c i e n c e s V o l ．３７N o ．３S e p．２０２０收稿日期:２０２０－０５－２９作者简介:李㊀凡(１９８８－),男,河北人,硕士,工程师,研究方向为线天线,阵列天线．文章编号:１００１－９３８３(２０２０)０３－００４１－０５新型低剖面K u 波段平板天线设计李㊀凡,赵㊀航(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄㊀０５００８１)摘㊀要:本文设计了一种低剖面K u 波段阵列天线.天线采用了一种无辐射喇叭口天线单元形式,有效降低了天线的剖面.以２ˑ２子阵为一个基本单元设计加工了１６ˑ１６单元阵列.实测结果表明天线剖面较低,效率超过４５％.关键词:低剖面;阵列天线中图分类号:T N ８２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:AD e s i gno f l o w p r o f i l eK u Ｇb a n d p l a n a r a n t e n n a L I F a n ,Z H A OH a n g(T h e ５４t hR e s e a r c hI n s t i t u t e o f C E T C ,S h i j i a z h u a n g H e b e i ０５００８１,C h i n a )A b s t r a c t :Ak i n d o f l o w p r o f i l e a n t e n n a o nK u Ｇb a n d i s d e s i gn e d ．B a s e d o n t r a d i t i o n a l a n t e n n a ,au n i tw i t h o u t t h e r a d i a t i o nh o r n i s d e s i g n e d ．T h e p r o f i l e o f t h e a n t e n n a i s d e c r e a s e d o b v i o u s Ｇl y ．As c a l e o f １６ˑ１６a n t e n n a i s d e s i g n e d b a s e d o n ２ˑ２u n i t s ．T h e r e s u l t s h o wt h a t a n a n t e n Ｇn aw i t h l o w p r o f i l e a n dh i g he f f i c i e n c y i s o b t a i n e d ．K e y w o r d s :L o w p r o f i l e ;A r r a y a n t e n n a ０㊀引言卫星通信具有覆盖范围广,且不受天气㊁地形和时间的限制等特点,随着通信系统的发展,卫星通信的使用范围越来越广泛.K u 通信频段频谱资源丰富,可同时支持数据和视频等业务,在卫星通信中的优势更加明显.为了与卫星建立稳定可靠的通信链路,就需要天线有足够大的口径和足够高的增益.但是地面的移动载体,车辆和舰船需要天线具有剖面低和重量轻等特点.目前大口面高增益天线的实现方式主要有反射面天线和阵列天线技术.反射面天线具有效率高㊁成本低㊁功率容量大等特点,但同时具有体积大和剖面高等劣势,在低剖面天线设计时无法保证辐射效率而且设计难度大大增加.阵列天线主要有微带阵列和平板喇叭阵列等形式.微带阵列天线具有剖面低㊁重量轻等特点,但是微带线损耗大,增益到达一定范围时,面积河北省科学院学报２０２０年第３７卷的增大不一定带来增益的增加.平板阵列天线具有剖面低效率高等特点,但是平板阵列天线一般为纯金属结构,重量较重[１－６].针对以上天线的特点,本文提出了一种新型天线单元.此天线单元在常规平板阵列天线的基础上去除了辐射喇叭,减轻了天线的重量,使天线的剖面更低.１㊀天线的原理与设计常规天线单元外形结构图如图１所示,新型天线单元见图２.常规天线单元分为三大部分:谐振腔㊁辐射喇叭和馈电端口,辐射喇叭可以为张角喇叭或者直角喇叭;新型天线单元采用小口径拼阵,取消了辐射喇叭,有效降低了天线高度.图１㊀常规天线单元模型图２㊀新型天线单元模型由天线原理可知,天线辐射口面上的电场均匀分布时,可产生最高的辐射效率.辐射喇叭是为了在比波导尺寸更大的口径上产生均匀的电场分布,从而获得更高的辐射效率,增加定向辐射效果.平板阵列天线通过馈电端口将能量输入谐振腔,能量在谐振腔内震荡并通过辐射喇叭辐射出去.当天线单元采用小口径时,辐射喇叭入口处的能量和相位分布仍然比较均匀,尚未对天线辐射效率构成较大影响.２㊀天线性能仿真基于以上分析,提出了新型天线单元,并在K u 频段进行了仿真分析.图３－图４为仿真增益.从仿真结果看出,天线单元增益大于７d B ,详见表１.图３㊀单元接收方向图图４㊀单元发射方向图２４第３期李㊀凡等:新型低剖面K u 波段平板天线设计表１㊀天线单元仿真结果接收发射增益(d B )７．５８８．２９㊀㊀天线组阵常用波导或带状线进行等幅同相馈电.波导传输损耗小,但是体积大,小口径拼阵时无法进行排布.带状线体积小,可以极大的压缩天线厚度,有效控制天线的体积和重量.根据谐振腔尺寸和馈电带状线尺寸,选取较小的单元间距.以２ˑ２单元作为天线子阵,利用带状线功率分配器对单元进行等幅同相馈电,天线发射能量时,电磁能量由功分器输入口输入,通过带状线功分器将能量均匀分布至４个天线单元,能量通过谐振腔震荡后辐射出去.带状线功分器示意图见图５,天线整体仿真模型见图６.图５㊀带状线功分器图６㊀子阵仿真模型优化带状线的性能,微调谐振腔边长和高度,可以得到最优电性能.图７－图１０为天线子阵仿真增益,图１１为天线子阵仿真驻波.从仿真结果看出,天线子阵增益大于１３d B ,天线驻波小于１．６,详细数据见表２.图７㊀子阵方向图(１２．２５G H z)图８㊀子阵方向图(１２．７５G H z)图９㊀子阵方向图(１４G H z)图１０㊀子阵方向图(１４．５G H z)３４河北省科学院学报２０２０年第３７卷图１１㊀仿真驻波表２㊀天线阵列仿真结果频率(G H z)１２．２５１２．７５１４１４．５增益(d B )１３．５１１３．９３１４．７０１４．９４图１２㊀实物照片３㊀加工测试结果根据前面的理论分析及仿真结果,实际设计了１６ˑ１６单元阵列样件并进行了方向图及驻测试.为了满足天线的低重量要求,在适当位置进行减重,天线实物照片见图１２,测试结果见图１３－图１７.通过对比法测试天线各频点增益,实测增益见表３.图１３㊀实测方向图(１２．２５G H z)图１４㊀实测方向图(１２．７５G H z)图１５㊀实测方向图(１４G H z)图１６㊀实测方向图(１４．５G H z)４４第３期李㊀凡等:新型低剖面K u波段平板天线设计图１７㊀实测驻波图表３㊀实测结果频率(G H z)１２．２５１２．７５１４１４．５增益(d B )３０．４５３１．４２３１．５３３０．９６驻波ɤ１．７５效率５７％６５％５５％４５％４㊀结束语本文设计了一种低剖面平板天线,天线单元取消了辐射喇叭,有效降低了天线的高度,相对降低了天线重量.理论分析和实测结果显示,低频段效率较高,高频段效率较低,这是由于在高频段,天线拼阵间距仍然较大,辐射口面处的电场和相位分布已经出现分布不均匀现象导致效率较低,与理论分析一致.天线仿真结果和测试结果一致性较好,天线整体效率较高.本天线为金属件与印制板相结合的结构,金属件和印制板都采用成熟高精度加工工艺,加工简单,装配容易,可靠性较高,适合多种环境使用.参考文献:[１]㊀张瑞东,牛传峰．一种高性能K u 喇叭阵列天线设计[J ]．河北省科学院学报,２０１６,３３(２):４８－５３．[２]㊀牛传峰,耿欣蕊．K u 频段双极化平板波导阵列天线的结构设计[J ]．电磁场与微波,２０１３,４３(９):３８－４０．[３]㊀邹火儿,韩国栋．机载低剖面卫通天线的发展与未来[J ]．现代雷达,２０１４,３６(３):５３－５６,６１．[４]㊀项阳,施伟,杨华等．K u 频段低剖面动中通卫星天线技术综述[J ]．军事通信技术,２０１４,３５(３):５３－５６,６１．[５]㊀宋长宏．基于喇叭单元的平面阵列天线研究[D ]．哈尔滨工业大学．２０１４．[６]㊀岳震震．宽带加脊喇叭天线设计[D ]．西安电子科技大学．２０１７．５４。
圆极化天线的研究
圆极化天线的研究一、本文概述随着无线通信与导航系统的日益普及与复杂化，尤其是在现代航天、航空、航海、移动通信以及物联网等领域的广泛应用，对天线性能的需求不断提升，其中圆极化天线因其独特的辐射特性和在多路径干扰抑制、空间分集、信号完整性等方面的显著优势，成为科研界关注的重点。
本研究旨在全面梳理圆极化天线的理论基础、关键技术及其在不同应用场景下的设计挑战与解决方案，同时探讨近年来圆极化天线技术的最新进展与未来发展趋势。
本文首先回顾了圆极化天线的基本概念，阐述其相对于线极化天线在抗极化失配、提高信噪比、增强多径环境下的通信稳定性和实现空间分集接收等方面的优越性。
特别地，针对圆极化微带天线、圆极化喇叭天线、交叉偶极子天线等典型结构，详细解析其工作原理、设计原则以及实现宽带、小型化、低剖面、低副瓣、高增益等关键性能指标的策略与方法。
通过对现有文献的系统梳理，总结了诸如双层印刷电路板技术、缝隙耦合、超材料加载、双菱形交叠贴片结构、转轮状超材料调控、相控阵技术等先进设计手段的应用实例及其对提升圆极化天线性能的贡献。
在实践应用层面，本文聚焦于圆极化天线在车载、星载、机载、便携式卫星通信以及北斗导航等具体场景中的适应性研究。
探讨了在有限的空间约束、严苛的环境条件以及多样化功能需求下，如何通过结构创新、材料选择、馈电优化、可重构技术等途径，设计出满足特定系统要求的高性能圆极化天线单元及阵列。
同时，分析了在阵列配置、波束赋形、极化切换与控制等方面所面临的工程问题与解决策略，强调了在确保天线性能的同时，兼顾集成化、轻量化、可靠性和成本效益的重要性。
本文还前瞻性地探讨了圆极化天线技术的发展趋势，如智能天线、可编程天线、多频段兼容设计、动态极化管理等前沿领域，以及这些新技术对未来无线通信系统架构、网络效能和用户体验可能产生的深远影响。
通过对一系列实验数据的分析和仿真结果的验证，评估了所讨论的圆极化天线设计方案的性能表现，并针对实际应用中可能出现的问题提出改进建议，为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考与指导。
微波通讯中新型腔体天线设计研究
微波通讯中新型腔体天线设计研究随着通信技术的迅速发展，微波通讯在现代社会中得到了广泛应用。
而在微波通讯中，天线是至关重要的组成部分。
传统的天线设计已经不能满足新的应用需求，因此，研究新型的腔体天线设计具有重要意义。
本文将从几个方面探讨微波通讯中新型腔体天线设计研究。
第一个方面是腔体天线的基本原理。
腔体天线是一种将电磁波通过共振腔体的方式辐射出去的天线。
其工作原理是将电磁波输入到腔体之中，通过共振来增强电磁波的辐射能力。
腔体天线通常可以分为共振腔式天线和槽口式天线两大类。
共振腔式天线的腔体是空心的，可以看做是一个开放的金属盒子，通常采用矩形、圆形或椭圆形的形状。
而槽口式天线则是在金属板上开槽，相当于在金属板上刻出来一个小腔体，通过槽口进行电磁波的辐射。
第二个方面是新型腔体天线的设计方法。
传统的腔体天线设计采用的是直接将腔体的尺寸做出来，不同的尺寸可以得到不同的共振频率，但随着微波通讯的发展，这种设计方法已经不能满足新的需求。
新型腔体天线的设计方法主要采用了计算机仿真技术，通过数值模拟的方式来对设计进行验证和优化。
而对于复杂的天线，也可以采用逆向设计方法，即从期望的辐射模式出发，通过数值优化的方式推导出天线结构的尺寸和形状。
第三个方面是腔体天线的应用领域。
腔体天线的广泛应用领域包括雷达、卫星通信、移动通信等。
其中，在卫星通信领域，腔体天线的设计特别重要，因为它可以提供可靠的通信质量和更广阔的通信覆盖范围。
此外，在移动通信领域，腔体天线的小型化和高效化也成为了研究的重点。
第四个方面是腔体天线的未来发展趋势。
在未来，新型腔体天线的发展趋势主要包括以下几个方向。
第一，追求更高的频率和更小的尺寸，以适应更高速率的通信需求。
第二，探索更为复杂和多功能的腔体天线结构，以实现空间上的差异化通信服务。
第三，应用新型材料和器件技术，提高腔体天线的性能和可靠性。
第四，进一步深入研究腔体天线的工作原理，优化设计方法，提高天线的效率和带宽。
电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计
ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ 第４０卷第１期 Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１ ＤＯＩ：１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０２６电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计刘北佳， 林 澍， 李鸿志， 刘金龙， 邱景辉（哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，哈尔滨１５０００１）摘 要：实验教学是培养学生实践能力、创新精神和综合素质不可替代的重要环节。
现有课程实验普遍存在学时少、验证性实验为主、内容陈旧等问题，在一定程度上难以实现个性化培养高质量人才的目标。
探索基于电磁仿真和加工测试结合的可重构天线新实验设计，将科研成果转化为创新实验教学资源，培养学生创新意识、用科研方法解决复杂工程问题的能力。
研究结果将为高校贯彻精英教育理念、培养拔尖创新人才和建设具有“高阶性、创新性、挑战度”的创新实验课程提供借鉴。
关键词：创新实验；电磁仿真；加工测试；可重构天线中图分类号：Ｇ６４２；ＴＮ８２０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２０）１２－０１２６－０４ＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＡｎｔｅｎｎａＢａｓｅｄｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＭａｃｈｉｎｉｎｇＴｅｓｔＬＩＵＢｅｉｊｉａ， ＬＩＮＳｈｕ， ＬＩＨｏｎｇｚｈｉ， ＬＩＵＪｉｎｌｏｎｇ， ＱＩＵＪｉｎｇｈｕｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｓａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｐａｒｔｆｏｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｓｐｉｒｉｔａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｑｕａｌｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｏｕｔｄａｔｅｄｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｒｍａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｌｅｓｓｃｌａｓｓｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｅｃａｎｎｏｔｇｉｖｅｐｌａｙｔｏｔｈｅｇｏａｌｏｆｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｓｔ，ｃｏｎｖｅｒｔｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒａｎｔｅｎｎａｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｉｎｓｐｉｒｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｎｎｏｖａｔｉｖｅａｃａｄｅｍｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｔｒａｉｎｉｎｇ，ａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓｉｎｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄａｂｉｌｉｔｙｔｏｓｏｌｖｅｃｏｍｐｌｅｘｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｍａｙｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｕｒｓｅｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｉｄｅａｏｆｅｌｉｔｅｅｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｔｏｐ ｎｏｔｃｈｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｓｔ；ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａ收稿日期：２０２０ ０２ ０２基金项目：黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１９０１７６）；黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１８０１１８）；黑龙江省教育科学“十三五”规划重点课题（ＧＪＢ１３１９０３５）作者简介：刘北佳（１９８８－），女，黑龙江佳木斯人，博士，工程师，主要研究方向为电子信息类实验教学、可重构介质谐振天线和毫米波太赫兹成像技术。
超材料研究进展概论
技术平台环境进行全面分析，严格执行避、抗、融、改、防五项基本原则来进行覆冰的预防及消除工作。
参考文献：［1］徐青松,候炜,王孟龙.架空输电线路覆冰实时监测方案探讨［J］.浙江电力，2007（03）.［2］苑吉河,蒋兴良,易辉,孙才新,谢述教.输电线路导线覆冰的国内外研究现状［J］.高电压技术，2004（01）.［3］李庆峰,范峥,吴穹,高剑,宿志一,周文俊.全国输电线路覆冰情况调研及事故分析［J］.电网技术，2008（09）.超材料研究进展概论胡亚杰，宋 坤，罗 洋（西北工业大学，陕西 西安 710072）摘要：超材料（metamaterials）以其独特的电磁性质受到科研工作者的热切关注，已被用于电磁学、光学、地震学、传感、天线工程等诸多领域，尤其是超材料所具有的高品质因数Fano谐振在高灵敏度传感、探测等领域具有广泛应用。
随着超材料科学的发展，为了更好地契合实际应用，人们又提出了一种新的超材料—超界面（metasurfaces）。
超界面是一种二维结构的超材料，与传统的块状超材料相比，其具有剖面低、制作工艺简便、易于集成等优势，因而吸引了研究者的极大关注，并且已经成为超材料领域中的一个研究热点。
手性的概念由来已久，但是手性超材料是在2004年经过Pendry论证后，才开始发展起来。
与左手超材料不同，手性超材料通过结构设计使其具有强的手性即可实现负折射，因此一种设计负折射超材料的简便方法被提出，手性超材料的研究受到科研工作者的广泛关注。
关键词：超材料；左手超材料；Fano谐振超材料；手性超材料超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合微结构。
超材料的结构单元尺寸一般远小于工作波长，当电磁波入射时，每一个结构单元就相当于一个人工“原子”，通过对结构单元的设计，可以得到人们想要的任何等效介电常数和磁导率，这些特点可以用有效媒质理论进行解释。
1 左手超材料1.1 左手超材料的概念电磁波在介质中传播的时候是满足麦克斯韦方程组的。
基于超材料的低剖面宽带双极化天线设计
基于超材料的低剖面宽带双极化天线设计刘松涛;秦顺友;韩国栋【摘要】设计了一种基于超材料的低剖面宽带双极化天线;该天线采用复合左右手结构(CRLH)作为辐射单元,利用其色散曲线的非线性的特点,实现两种模式谐振点的融合,拓展带宽;同时采用不连通的十字形缝隙改善异极化隔离与交叉极化;阐述了以复合左右手结构作为天线辐射单元的宽带低剖面天线的工作原理以及复合左右手结构色散图的绘制方法;论述了宽带低剖面线极化天线、水平/垂直双极化天线、±45°双极化天线的设计方法,并给出了HFSS的仿真结果;仿真结果表明:该天线具有小型化、低剖面、宽频带的特点,可用作大型天线阵的阵元.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)009【总页数】5页(P292-296)【关键词】CRLH;低剖面;双极化天线【作者】刘松涛;秦顺友;韩国栋【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN820 引言随着电子器件和电路系统向着小型化、集成化、多功能的方向发展，留给天线的空间越来越小，这就要求在设计天线时要尽可能降低天线的剖面高度与尺寸，在保证优良性能的前提下尽可能的减小天线尺寸是目前研究的重点。
超材料作为一种新型的电磁材料，通过设计材料的关键物理结构，可以使该材料呈现出与自然界普通材料不一样的奇异特性，为实现天线的小型化、宽频带、低剖面、高增益提供了新思路［1-2］。
电磁带隙结构 (EBG)具有同相反射性，以EBG结构作为天线反射板，是常见的降低天线剖面的方法［3-5］，但EBG结构具有窄带特性，用此种方法很难实现宽带天线。
文献［6］使用蘑菇型CRLH结构实现低剖面，但该天线尺寸过大，为1．1λ(1．1λ(λ为真空中该天线中心频点对应波长)，且波束宽度较窄，不利于组阵应用，此外，蘑菇型结构存在过孔，加工较为复杂。
太赫兹天线（二）
DCWTechnology Lecture技术讲座1数字通信世界2024.04上一讲所介绍的传统型天线，仍不能完全满足未来6G 等对利用太赫兹通信电路的要求，例如，平面电路广泛采用的微带贴片天线，天线效率较低，每个单元增益仅一至数分贝，甚至为负值，相对带宽（通频带上下限频率差与中心频率之比）仅百分之一左右，天线效率也欠佳，此外，在天线的可重构（工作频率、多波束、波束扫描等）方面也难以提供更多、更大的灵活性。
光电导天线是利用光致电导效应，用一束光脉冲或两束不同频率的连续波激光作用于光电器件，将光转换为太赫兹频率的电磁波，既可作为太赫兹源，又可作为辐射太赫兹波的天线，并因其具有高强度、高辐射效率和宽带响应性能而成为太赫兹技术生要的组成部分。
此外，利用太赫兹工作波长极短的特点，以及相应出现的亚波长技术，即电路尺寸远小于太赫兹波长的技术，可进一步制作出芯片上天线，更好地实现与其他射频电路集成。
但芯片天线也面临若干技术的挑战。
石墨烯等新材料的出现和超材料、超平面和衬底集成波导的理论与技术的成果，为太赫兹天线集成芯片化开辟了新的有效的途径。
1 光电导天线（PhotoconductiveAntenna，PCA）[1]-[7]1.1 基本原理与构成太赫兹波光电导天线（PCA ）原理如图1所示。
通常是在由III-V 族化合物加工而得到的半绝缘高电阻Si-GaAs 做的衬底上，外延生长出一层GaAs 半导体薄膜。
在此薄膜上沉积出金属电极，并加上偏置电压；二电极间接一偶极子，将波长为800 nm 或1 100~1 550 nm的激光用飞秒（1 ps 或更高）脉冲调制后，照射偶极子间隙处的半导体薄膜，激光光子被半导体薄膜材料吸收，当光子能量大于半导体导带与价带之间的能带带隙时，便将载流子（电子）从价带激发到导带，而价带出现空穴，形成空穴-电子对，成为自由载流子，然后它们被偏置产生的电场加速，载流子电荷的运动便是电流，称为光生电流，简称光电流。
一款双频双宽带双圆极化Fabry
现代电子技术Modern Electronics Technique2023年11月1日第46卷第21期Nov. 2023Vol. 46 No. 210 引 言随着信息技术的迅猛发展，空天地海一体化通信系统已经成为未来通信网络的发展趋势，卫星通信具有覆盖范围广、不受地理条件限制等优点，其作为天基通信的重要组成部分和未来6G 网络技术发展的重要方向，已经成为学术界研究的热点[1]。
天线作为卫星通信系统的关键组成部件之一，要求具有宽带宽、高增益、圆极化和结构简单、易于集成等特性。
由于法布里⁃珀罗（Fabry Perot, FP ）谐振腔天线具有增益高、馈电简单的特性，自从其诞生以来便受到了学术界的广泛关注[2]。
FP 天线具有馈电结构简单、增益高的优点，近年来学术界对于FP 天线的双频段工作、宽带性能以及如何实现圆极化辐射做了大量研究工作，其在卫星通信系统中有良好的应用潜力。
对于FP 天线的双频工作特性[3⁃5]，可采用频率选择表面（Frequency Selective一款双频双宽带双圆极化Fabry⁃Perot 谐振腔天线吕 军1， 钟选明2（1.国能包神铁路有限责任公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000；2.成都交大运达电气有限公司， 四川 成都 610000）摘 要： 文中设计了一款双频双宽带双圆极化的法布里⁃珀罗（FP ）谐振腔天线。
传统的FP 天线具有高增益特性但是难以实现宽带及双频带工作，为了改善其性能，提出一种具有双频正相位梯度的部分反射表面，利用其正相位梯度特性弥补电磁波频率升高带来的空间相位变化，从而在较宽的带宽内满足FP 天线的谐振条件以实现宽带辐射。
通过加载寄生贴片以及缝隙耦合馈电的方式设计宽带圆极化馈源，并且采用人工磁导体结构替代传统的金属地板，在同一谐振腔高度下满足两个频段的谐振条件，简化了双频FP 天线的结构。
全波仿真结果表明，所提出的FP 天线3 dB 轴比带宽分别为10.1%和13.8%，峰值增益达到12.45 dBi 和11.9 dBi ，3 dB 增益带宽分别为11.5%和14.8%。
新型人工电磁材料
新 型 透镜 、 滤波器 、 功分器 、 耦合 器 、 波导等 ， 在 高
速通信 、 高分辨率成像 等系统 中有广泛的应用 ， 可 大大缩小原系统 的尺寸 ，并保持原系统的优 良性 能。另外 ， 新型人工 电磁材料还可用来设计更为复 杂的电磁系统 ， 例如“ 隐形衣” 、 “ 电磁黑洞” 、 “ 幻觉 光学 器 件 ” 等。
术 前 沿
新型人工电磁材料
崔铁 军
（ 东南大学信 息科 学与工程 学院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ）
由东南大 学信息 科学 与工 程学 院及 毫米 波 国家 重点实 验室 主办 、实验物 理及 计算 数学 国家 重点 实 验 室协 办 的新 型 人 工 电磁 材 料 国际 研 讨 会 于 ２ ０ １ ２
念设计的隐身大衣。来 自 新加坡 国立大学的陈志宁
教授 作 了题 为 “ Ｍｅ ｔ ａ — ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｓ ” 的报
Ｍ ｅ ｔ ａ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ） 是近 十年来 誉 新型人工 电磁材料（ 国际物理界 、 电磁界 、 材料界 的研究前沿 和热点 ， 簧
ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ 评 为本世纪前 十年 １ ０大科技突破之 圈 年被 Ｓ 新型人工电磁材料有望实现微波毫米波 、 太赫 线 阵 ， 人工磁导体加载 、 特薄介质集成 Ｆ ａ ｂ ｒ ｙ — Ｐ ｅ ｒ ｏ ｔ 除
。
线， 零折射率高增益微带贴片天线 ， 零相移大范围近 场特高频射频识别天线 和水平极化全 向 ＷＬ Ａ Ｎ天
荸 兹及 光 学 材 料 的技 术 突 破 ， 可 用 于 设计 性 能 优 异 、
衔 结构 紧凑 的功能器件 ， 如新型的折射率渐变天线 、
一种用于集成天线封装(AiP)的低剖面、低成本的毫米波微带天线设计
一种用于集成天线封装(AiP)的低剖面、低成本的毫米波微带天线设计汪鑫;王启东;曹立强【摘要】讨论了毫米波微带天线的工作原理、结构及其与射频前端的集成.介绍了基于CST STUDIO SUITE 2014软件设计中心频率为27 GHz微带天线的整个设计流程.设计了以Rogers 5880有机基板为介质材料的27 GHz毫米波微带天线,相对于以LTCC为介质的天线拥有低成本、低剖面的优点.提出一种毫米波微带天线与射频前端的集成方案,建立了天线与帯通滤波器仿真模型并提取S参数.论证毫米波微带天线与射频前端集成的可行性.所设计的微带天线尺寸只有3.8 mm×3.5 mm,天线的增益达到了7.62 dBi,辐射效率高达93%,相对带宽为2.3%,且实测值与仿真值吻合得很好,验证了设计的正确性.%The working principle and structure of millimeter-wave microstrip antenna and its integration with RF front-end are discussed. The whole design process of the microstripantenna(whose center frequency is 27 GHz)based on CST STUDIO SUITE 2014 software is introduced. The millimeter-wave microstrip antenna working at 27 GHz was design,in which the Rogers 5880 organic substrate is utilized as the dielectric material. It has the advantages of low cost and low profile in comparison with the antenna taking LTCC as its dielectric. An integration scheme for millimeter-wave microstrip antenna and RF front-end is pre-sented. The simulation model of the antenna and band-pass filter(BPF)is established,and the S-parameter is extracted. The feasibility of the integration for millimeter-wave microstrip antenna and RF front-end is discussed. The size of the designed mi-crostrip antenna is only 3.8 mm×3.5mm,the gain of the antenna can reach up to 7.62 dBi,the radiation efficiency can reach up to 93%,and the relative bandwidth is 2.3%. The measured results are in good agreement with the simulation values,which can verify the validity of the design.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)019【总页数】5页(P1-5)【关键词】毫米波;微带天线;系统集成;辐射效率【作者】汪鑫;王启东;曹立强【作者单位】中国科学院微电子研究所,北京 100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135;中国科学院微电子研究所,北京 100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135;中国科学院微电子研究所,北京 100029;华进半导体封装先导技术研发中心有限公司,江苏无锡 214135【正文语种】中文【中图分类】TN82-34Abstract：The working principle and structure of millimeter⁃wave microstrip antenna and its integration with RF front⁃end are discussed.The whole design process of the microstrip antenna（whose center frequency is 27 GHz）based on CST STUDIO SUITE 2014 software is introduced.The millimeter⁃wave microstrip antenna working at 27 GHz was design，in which the Rogers 5880 organic substrate is utilized as the dielectricmaterial.It has the advantages of low cost and low profile in comparison with the antenna taking LTCC as its dielectric.An integration scheme for millimeter⁃wave microstrip antenna and RF front⁃end is pre⁃sented.The simulation model of the antenna and band⁃pass filter（BPF）is established，and theS⁃parameter is extracted.The feasibility of the integration for millimeter⁃wave microstrip antenna and RF front⁃end is discussed.The size of the designed mi⁃crostrip antenna is only 3.8 mm×3.5 mm，the gain of the antenna can reach up to 7.62 dBi，the radiation efficiency can reach up to 93%，and the relative bandwidth is 2.3%.The measured results are in good agreement with the simulation values，which can verify the validityof the design.Keywords：millimeter wave；microstrip antenna；system integration；radiation efficiency为了实现海量的数据传输和弥补匮乏的可用频谱，提高载波频率是必然的解决方案。
一种低剖面、低RCS兼具高增益特性的覆层微带天线设计
一种低剖面、低RCS兼具高增益特性的覆层微带天线设计朱学文;高军;曹祥玉;郑月军;张迪【摘要】设计了一种低剖面覆层微带天线,兼具高增益、低雷达散射截面积RCS特性.覆层单元上表面为加载集总电阻的方环贴片,具有吸波和部分反射特性,下表面为“十”字开槽的金属镀层,将覆层与上表面加载同相反射特性的AMC单元的原始微带天线一体化设计,因覆层厚度可作为部分反射路径以及加载同相反射AMC单元,极大降低剖面.另一方面覆层上表面与AMC单元形成Fabry-Pérot谐振腔,改善天线辐射特性.仿真与实测结果表明:相对于原始天线,该覆层天线在整体厚度只有7 mm的前提下,反射系数｜S11|＜-10 dB带宽由原来的13.84～15.24 GHz稍频偏到13.8～15.36 GHz;增益也得到较好的改善,在14.40～15.42 GHz增益提高了3 dB以上,最大提高增益6.29 dB;天线在6～17 GHz频段内有不同程度RCS的减缩,在宽角域内实现了RCS减缩,其中6 dB减缩带宽为8.86～13.56 GHz,最大减缩量为14.8 dB.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(019)002【总页数】7页(P44-50)【关键词】Fabry-Pérot谐振腔;低剖面;高增益;低RCS【作者】朱学文;高军;曹祥玉;郑月军;张迪【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077【正文语种】中文【中图分类】TN82微带贴片天线因其具有剖面低,质量轻,易集成等优点[1-3]在军事通信中得到了广泛的应用,但同时也存在着增益低、损耗大等劣势。
而随着隐身技术和反隐身技术的相互博弈发展,隐身技术的优劣直接关系到武器装备的突防能力和生存能力,各军事强国都极其重视隐身技术的发展。
加载SIW背腔的低剖面缝隙天线
加载SIW背腔的低剖面缝隙天线穆欣【摘要】本文提出了一种新的微带缝隙天线.通过在SIW(Substrate Integrated Waveguide,介质集成波导)一面地板上刻蚀矩形辐射缝隙,利用GCPW(Grounded Coplanar Waveguide)馈电,实现了微带缝隙天线的单向辐射.对比传统的带四分之一波长反射板单向辐射缝隙天线,该天线实现了极低剖面(天线厚度仅为0.029λ0).文章详细分析了该类型天线的辐射原理和天线结构参数对谐振频率的影响.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2018(009)004【总页数】4页(P291-294)【关键词】SIW;缝隙天线;低剖面【作者】穆欣【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,西安 710068【正文语种】中文【中图分类】TN8230 引言低剖面天线具有纵向尺寸小，易共形等优点被广泛应用在卫星、飞机等平台上。
微带缝隙天线是一种常见的低剖面天线形式，但其双向辐射特性限制了应用范围。
为了实现单向辐射，通常在缝隙天线背面四分之一波长处加载反射板或反射腔，但这样增大了天线的尺寸，破坏了其低剖面特性。
为了实现单向辐射的低剖面辐射天线，文献[1]利用介质波长比自由空间波长小的特性，采用介质反射腔体代替空气反射腔，降低了反射腔高度，实现了一定程度的低剖面性能；文献[2]利用异形的金属反射板代替金属平板实现减小反射板高度；上述方法均基于间距四分之一波长金属地板对辐射波的反射同相叠加原理，未能从根本上实现低剖面。
文献[3]利用超材料技术，将周期性的金属贴片集成在反射板上，利用周期性结构的零反射相位带隙特性，将四分之一波长间距缩小为0.1波长甚至更小，该方法需要严格控制天线与反射板的间距，造成天线结构复杂，实现困难比较大。
本文利用介质集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）构成微带谐振腔，在谐振腔上开矩形缝隙实现辐射，通过带地共面波导（Grounded Coplanar Waveguide，GCPW）馈电，实现了具有单向辐射性能的缝隙天线，该天线摆脱了四分之一波长处的反射板的限制，从根本上实现了低剖面。
一种宽带低剖面相控阵单元天线
一种宽带低剖面相控阵单元天线
朱金鹏;刘小国;邓维波;朱文军
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2013(28)5
【摘要】为满足宽带定向低剖面相控阵设计要求,提出了一种立体和平面结构、寄生单元和激励单元相结合、网络和阵列环境相结合的锥形复合定向新颖高增益偶极天线,其单元指标为增益约6～8 dBi、阵面高度为0.135λmax,由该单元组成的阵列的计算结果表明:该天线可以满足3个倍频程、30°扫描要求,为实现低剖面定向超宽带天线提供一种技术路线,为超宽带系统应用提供了有力支持.
【总页数】5页(P897-901)
【作者】朱金鹏;刘小国;邓维波;朱文军
【作者单位】哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001;中国电波传播研究所,山东青岛266107;中国电波传播研究所,山东青岛266107;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001;中国电波传播研究所,山东青岛266107
【正文语种】中文
【中图分类】TN821+.8
【相关文献】
1.一种新型低剖面宽带相控阵单元研究 [J], 王敏男;郝书吉;朱允锋;朱金鹏
2.Ka频段超宽带双圆极化低剖面相控阵天线 [J], 张文杰;李航;高峰;郭萌;董妮妮;田烨;陈璐
3.一种低剖面宽带滤波全向天线设计 [J], 向磊;黄奕;杨国;肖如奇;齐世山
4.一种低剖面紧耦合超宽带天线设计 [J], 刘腾元;杜宝晨;屈晓斌
5.一种低剖面贴片天线在相控阵系统中的应用 [J], 于大群;冒蓉
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加载超表面的宽带低剖面双极化交叉偶极子天线
加载超表面的宽带低剖面双极化交叉偶极子天线
黄文;王冲;周贤超;宋赟;虢占坤;任仪
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2024(52)2
【摘要】该文提出了一种加载超表面(MetaSurface,MS)的宽带低剖面双极化交叉偶极子天线.天线由三部分结构组成:1对交叉偶极子、4个寄生贴片和超表面结构.交叉偶极子用于实现天线的双极化特性.通过在交叉偶极子上方加载寄生贴片和在偶极子臂处开槽,扩展了天线的阻抗带宽.同时将交叉偶极子下方的金属反射板替换为超表面,实现了天线的低剖面.为了提高馈电端口间的隔离度,引入了4个金属短路柱.仿真和测试结果表明,天线|S_(11)|<-10 dB的阻抗带宽为42.5%(2.26~3.48 GHz),在带宽范围内端口隔离度和交叉极化分别大于21 dB和小于-31 dB,天线的整体尺寸只有0.5λ_(0)×0.5λ_(0)×0.074λ_(0)(λ_(0)为工作频率2.9 GHz时对应的自由空间的波长).
【总页数】9页(P477-485)
【作者】黄文;王冲;周贤超;宋赟;虢占坤;任仪
【作者单位】重庆邮电大学光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN821.1
【相关文献】
1.基于超材料的低剖面宽带双极化天线设计
2.超宽带双极化交叉偶极子天线设计
3.一种超表面宽带圆极化交叉偶极子天线设计
4.基于超表面的超宽带低剖面双极化天线
5.一种低剖面的宽带双极化超表面天线
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介质谐振器天线谐振频率的测量及其应用
介质谐振器天线谐振频率的测量及其应用1997年9月西安电子科技大学第24卷第3期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYsep.1997V o1.24N3介质谐振器天线谐振频率的测量及其应用Q.1它在屏蔽的微波电路中广泛用作振荡器和滤波器.另外,若把它置于自由空间中,则因其大部分功率消耗于辐射场中而使得其最低阶模口值大大减小(约为l0～i00).这就表明:介质谐振器很适合用作天线,它有下列突出优点:(1)尺寸小.大约为^./()数量级(^o为自由空间波长,为谐振器材料的介电常数).因而只需选用高材料,即可大大减小尺寸.(2)内部不存在导体损耗.与金属天线相比,金属天线损耗大.具有高辐射效率(3)耦合方式简单.可用于微波,毫米波频段的几乎所有传输线,采用简单的耦合方式,适于平面集成技术.此外,它与平面型传输线之间的耦合亦易于控制(改变相对位置),从而可由实验方法调节其性能到最像(4)适当选择谐振器参数,可大范围改变这种天线的工作频带.例如:选择合适的介电常数.就可使这种天线的低阶模带宽从百分之零点几变化到10黼以上.(5)介质谐振器天线的各种模皆有其独特的内部场和相应的外场分布.因而只需对其激励起不同的模即可获得不同的辐射场.早在1939年,Richtmyer就认识到介质谐振器向自由空间的辐射[】].1967年,Gasme等人报导了单个球状介质谐振器的辐射口值L2].1975年,Bladel报导了一个严格的渐近公式,用以计算具有任意形状的高介质谐振器的模;并导出了介质谐振器的内部场和辐射场的一般性质[3,43.此后,又给出了圆环介质谐振器的低阶轴对称摸的谐振频率,场和辐射口值的数值结÷收稿日期;l996—】l—l】第3期沙济彰等:介质谐振器天线谐振频率的测量及其应用433果口].Birand和Oelsthorpe报导了由矩形介质的谐振器(介质波导激励)组成的小型实验阵.然而,关于介质谐振器天线结构的第一个对称理论和实验研究系由Long等人在1983年报导0.此后,许多学者开展了有益的工作.值得指出的是Mongia等人的工作,他们在一篇综述陛论文0中总结了前人的工作,汇总了信息.且提出用于介质谐振器设计的新的简单公式,其中关于谐振频率和口值的公式在相当宽的谐振参数范围内有效.用作实际天线的最常见形状是圆柱形,尽管亦研究过诸如球,矩形,圆环等其他形状.文中以圆柱形介质谐振器天线为例,组成一个简单实验系统进行谐振频率和带宽测量,并将测量结果与文献Ela]中公式进行计算的结果作比较,两者能很好地一致.1实验测量1.1测量系统测量系统如图1所示.它包括用作地平面的—块20cm×20cm的铝板,文献[12]已证实其尺寸足够大.铝板上置放一圆柱形介质谐振器.它由钛教锫锡(ZrSnTiO.)制成,参数为:介电常数=37,直径2a一12.7mm.高度=5.08mm.谐振器两侧问距1mm处分别放置发射和接收振子,振子长度均为4mm.它们经由同轴电缆分别接到矢量网络分析仪itP8510上,便可在HP85l0屏幕上观察到辐射特性.1.2HE准和TMm模测量两振子皆取垂直方向,测量结果如图2所示.图中第1个谐振峰对应于HE-模,第2个谐振蜂对应于TM模.这两个谐振峰的扩展和峰点附近数据见附录1,2,其中峰点和一3dB点数据参阅表1.围1测量泉统表l测量数据疆2HEⅢ和TM0l6删量434西安电于科技大学第24卷由表1可见,HEm模的谐振频率为3.795GHz,带宽为90MHz,辐射0值为42.17}而TMo.模的谐振叔率为5.275GHz,带宽为90MHz,辐射Q值为58.61.1.3TE.瘌测量两振子皆取水平方向.测量结果如图3所示.其蟑点的扩展及数据见附录3,其中峰值和一3dB点数据亦已列入表l中.由表1可见,TE模的谐振频率为4.974GHz,带宽为11MHz,辐射口值为452.18.2理论计算及其与实验结果的比较围3T."的测量2.1理论计算根据文献[儿]提供的公式来计算谐振频率,o和辐射口值口.给定数据为:2a 12.7mm.H一5.08mlTl,=37,.=3×10'm/s?2.1.1HE11d模因为=;高[0_27+o-3e()+o-oz()]=所以0.50917,,0.509l7×=3.8285GHz?口一0.0l007()"×号{l+100exp41.1455.(1)卜z.os[o.s(号)_o.s㈤]])一2.1.2TMo模因为:_[:....,(2)所以J'D=5.18208GHz?文献[儿]中未列入TMm模的口公式,故这里未作计算.2.1.3TE0】M模因为.a==器[1..+o.os(号)——..o.z.(号)]=.一e.ee,c.所以,0=5.04277GHz.28.×[_¨s(鲁)sss("z421.669.(=幂3期沙济彰等;介质谐振器天线谐振频丰的测量及其应用4352.2理论计算与实验结果的比较理论计算与实验结果的比较如表2所示.表2理论计算与实验结果比较由表2可见,,.的误差范围小于2%,0误差范围则在百分之几左右.两者呈现了很好的一致性.3测量系统应用于对测量实际工作中,常需对样品进行参数测量,其中介电常数的测量更为常见.前面已经验证了实验测量与理论计算结果的—致性,从而为以该实验系统来进行测量提供了良好的手段.测试方法如下.3.1根据测量HE.m模来求前已测得:,o=3.795GHz,再代入式(1)即可解得渴=37.692.3.2根据测量TM.¨模来求前已测得:,o=5.275GHz,再代入式(2)即可解得=35.638.'3.3根据测量TE*濮来求前已测得:,o=d.974GHz,再代入式(3)解得渴=38.058.与=37的实际值相比,误差分别为:+1.87,一3.68,+2.86%,可以满足实用要求.若对上述敫据再作算术平均,则误差更小.仅为+L05.当然,实际工作中还可进行多次反复测量,但仅上捌即可说明其有效性.4结束语文中介绍了介质谐振器天线以及一种简单的测量系统,井把它用于一种圆柱形介质谐振器的谐振频率和带宽的测量,测量结果与理论计算结果能很好地一致.在此基础上导出了利用该系统进行样品测量的实用方法,误差仅在百分之几范围内.436西簧电子科技大学第24卷1.HE摸的峰点扩展及数据附录2.TM模的峰点扩展及数据3.TE的峰点扩展及数据tn,.,GHz82I-/de3.8l53.820382538303.7803.7853.7903-7953-800,./0H￡5.3205.240S.3255.245S.3305.2S03355.2553405.2603455.265535O5.05.555.3605.2B05.3655.2B55.3柚5.29055755.2955.3805.3B5拍.54l0I一2622460—26.04B8—2E5靶73一螗95996一2●.23535--23.84570一盯.28906 —28.B66伸—27.79I99 一23.B2B00—23.87890J一^j日一2&727—22.25. 一2Z3】3—2557—2l_739—20蠲一2I.320.851一23B77 ——24.470—19.一.74Z一19.58O一2d.792 一J9.8B1一舶.呻3一舶.463一舶.8婚—23-458 --2I.103,./GHZs21-/,m 2882982毫829930030I30229333052953064.9l504.97425 497J4.9720049他254.975004.972504.975254.972754.975504.073∞4.975754.0734.973504.973754.976504.97400—38.3B523—37.47460 —38.35l56—37.537l0—38.I328J一37.40429 一37.92968——37.54687 一盯.750oD一钉.●5II7 一37.6328I—37.92578—37.92578一盯.5lI他—38.17578一盯.64257—37.89648 一盯.4453I——37.97265一57.3632B∞噶第3期沙济彰等:介质谐振器天线谐振频率的测量反其应用437参考文献1RichtmyerRD.DielectricResonators.JApplPhys,1993.10(6):391～3982GastineM.CourtoisL.Oort.aannJJ.ElectromagneticResonance*ofFreeDielectricSpher es,IEEETransonMTT.1967,16(12):694～7oo3BladelJ.OntheResonancesofaDielectricR~sonatorofV eryHighPermittivRy.IEEETrans onMTT?1975.23(2):199~2084BladelJ.TheExcitationofDielectricResonatorsofV eryHighPermittivity.IEEETranson MTT,1975.23(2):208~2175V erplankenM.Blade/J_TheElectrie-DipoMResonancesofRingResoaatorsofV eryHigh 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resOnatorantennasanditsapplications8haJizkang(HohaiUniv..Changzhou,213022)Z..(UMIST,Manchester,M601QD,UK)AbstractDielectricresonatorantennasarebrieflyintroduced.TheresoNaFiO~frequenciesandQofa cylindricaldielectricresonatorantennaaremeasuredbyasimplemeasuringsystem.Theresu ltsobtmnedarewellcoincidentwiththoseofcalculation.Finally,theapplicationofthesystemto 8rmeasurementisillustratedwithanexampie. KeyWerdsdielectricresonatorsdielectricantennasmicrowawresonatorsdielectric COnStantn1eaSuf℃merit。