宽带双极化微带天线中不同寄生单元的研究
新型双频段超宽带双极化天线的研究与设计
5、个性化服务：根据客户的个人特点和需求，提供个性化的服务方案，使客 户感受到电信企业对他们的和重视，从而降低他们的流失率。
五、总结
自我网络特征对电信客户流失有着深远的影响。电信企业应当充分利用社会网 络分析的理论和方法，深入理解客户的自我网络特征及其对客户决策的影响机 制。通过提升品牌形象、提高服务质量、完善信息传播渠道、社区营销以及提 供个性化服务等策略，降低客户的流失率，提高客户的忠诚度和满意度。在未 来的研究中，我们还将进一步探讨如何利用自我网络特征进行精准营销和服务 优化的问题。
在优化过程中，我们采用了电磁仿真软件对天线进行了仿真和优化。通过调整 贴片的形状、大小、位置以及馈电结构，我们成功地实现了天线的双频双圆极 化特性，并获得了良好的电气性能。
天线的尺寸为25mm×25mm，具有体积小、重量轻、易于集成等优点。此外， 天线还具有良好的通用性，可以广泛应用于无线通信、卫星通信、物联网等领 域。
3、完善信息传播渠道：电信企业应当充分利用客户之间的信息传播，提高正 面的口碑和影响力。同时，通过反馈和评价系统，及时获取客户的反馈，了解 他们的需求和期望，以便进行有效的改进。
4、社区营销：通过举办线上线下的社区活动，将客户聚集在一起，增强他们 的互动和参与感，从而提高他们对品牌的忠诚度和满意度。
二、超宽带双极化天线的分析与 设计
在设计超宽带双极化天线时，首先需要考虑的是选择合适的辐射单元和阻抗匹 配网络。一般来说，辐射单元可以选择十字形、圆形、蝴蝶形等，而阻抗匹配 网络则可以通过使用串联电阻、并联电阻或者传输线进行设计。
进一步地，可以通过调整辐射单元和阻抗匹配网络的结构和参数，来实现超宽 带双极化天线的性能优化。例如，可以通过调整辐射单元的尺寸、形状以及位 置，来控制天线的辐射方向和增益；通过优化阻抗匹配网络的设计，可以提高 天线的阻抗带宽和辐射效率。
双波段双极化共用口径微带天线阵的研究的开题报告
双波段双极化共用口径微带天线阵的研究的开题报告一、研究背景及意义随着通信及卫星技术的不断进步，对于天线的性能及设计要求也越来越高。
传统的单频、单极化的天线已不再满足对于不同频段、不同信号极化方向的需求，因此被替代的天线类型也越来越多，如双极化天线、多频段天线等。
本文旨在研究一种双波段双极化共用口径微带天线阵的设计。
该天线阵可以在不同频段、不同极化信号的条件下实现微波辐射，为多项应用提供支持。
同时，该类型的天线具有阵列切换、远场扫描、波束形成、故障检测以及自动修正等功能，具有一定的工程应用价值。
二、研究内容及技术路线本文的研究内容主要包括以下方面：1.双波段双极化共用口径微带阵列的设计原理及性能分析；2.设计并建立双波段双极化共用口径微带阵列的原型；3.对阵列进行测试，并分析其实际测试结果与预期结果是否相符；4.设计一种自动修正机制，可以在发生阵列故障时自动修正，并提高天线系统的稳定性和可靠性。
技术路线：1.熟悉双波段双极化共用口径微带天线设计的基本原理；2.根据需求选择合适的微带天线设计软件，进行模拟设计及性能分析；3.进行原型制作，包括PCB板制作与射频器件的安装等；4.对原型进行性能测试，包括阻抗匹配、辐射特性以及极化损失等测试；5.如果测试结果与预期结果不符，对原型进行修正，并重新测试；6.设计一套自动修正机制，可以在阵列故障发生时实现自动修正。
三、研究预期结果经过研究，设计一种双波段双极化共用口径微带天线阵，具有以下预期结果：1.实现双波段双极化信号辐射且信号传输品质良好；2.在设计频段内实现优良的指向性与前后比；3.实现远场扫描、波束形成等功能；4.实现阵列切换及故障自动修正功能；5.建立一套完整的双波段双极化共用口径微带天线阵的设计与制造流程。
四、参考文献1.郭行军, 魏毅. 基础电磁场原理应用教程[M]. 北京：北京理工大学出版社, 2003.2.杨红溪, 张志华. 微波器件设计[M]. 北京：北京邮电大学出版社, 2014.3.Sharma S K, Pandey G S. Dual-band dual polarized rectenna using rhombic patch for microwave power transmission[C]//International Conference on Microwave, Optical and Communication Engineering. IEEE, 2018.。
寄生加载的宽带圆极化天线研究
寄生加载的宽带圆极化天线研究寄生加载的宽带圆极化天线研究导言天线作为电磁波的收发装置，在通信领域起到至关重要的作用。
宽带圆极化天线是一种能够同时接收和发送水平和垂直方向上的电磁波的天线。
然而，由于在设计中存在一些技术和工程挑战，使得宽带圆极化天线的研究变得相对复杂。
本文将讨论寄生加载技术对宽带圆极化天线的影响和优化。
一、宽带圆极化天线的定义和原理宽带圆极化天线是指能够在多个频段内实现圆极化特性的天线。
其原理基于建立一个能够综合各个频段传播信号的装置。
在传统的宽带圆极化天线设计中，通常采用相控阵技术，通过不同的驱动方式和天线阵列的结构来实现多频段和宽带特性。
二、寄生加载技术对宽带圆极化天线的影响寄生加载是一种通过在天线结构中添加被动元件来改善其性能的技术。
在宽带圆极化天线设计中，寄生加载可以显著改变天线的输入阻抗和方向图特性，从而实现更好的频率响应和辐射特性。
通过寄生加载技术，可以更容易地实现宽带性能和多频段操作。
寄生加载技术的应用使得宽带圆极化天线可以在不同频段内提供良好的电磁波传输能力。
在低频段，通过改变天线的几何结构和寄生元件的位置和尺寸，可以实现反射元辐射峰的增加和预期的频带扩展。
在高频段，寄生加载可以抑制天线谐振峰的出现，提高天线的工作频段。
三、寄生加载技术的优化策略为了获得最佳的宽带圆极化天线性能，需要通过合适的优化策略来设计和布局寄生元件。
以下是一些常见的优化策略： 1. 频率选择性的寄生元件：通过选择合适的寄生元件，可以在不同频段内实现不同的阻抗匹配和辐射特性。
这种频率选择性的寄生元件可用于避免频带冲突并实现更高的频带扩展。
2. 多层结构的寄生元件：将多个寄生元件按照一定的布局方式进行叠加，可以提高天线在多个频段内的性能。
通过合理设计多层结构，可以实现更好的频率响应和辐射特性。
3. 结构参数优化：优化天线的设计参数，例如天线的长度、宽度、寄生元件的位置和尺寸等，可以得到更好的宽带性能和多频段操作。
一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究
图4
Vivaldi 天线单元与金属匹配柱实物
在 HFSS11． 0 中建立双极化单元模型， 在周期边 界条件下进行仿真优化， 阵中双极化单元 2 个激励端 口法线方向的驻波曲线如图 5 所示， 从仿真结果中可 ， Vivaldi 以看出 本文设计的双极化 天线单元的驻波带 宽达到了 3 倍频程以上。
0
引
言
因槽的形状不同而使天 衬底层的金属板上开槽而成， 线有多种形式， 如指数渐变开槽天线（ Vivaldi） ， 线性渐 LTSA ） 、 变开槽天线 （ Linearly Tapered Slot Antenna， 固 CWSA ） 定宽度开槽天线（ Constant Width Slot Antenna， ， 对它们激励可以采用常规的微带线、 带状线等 馈电结构来完成。开槽天线亦属于微带类结构， 具有 等 重量轻、 体积小、 成本低、 便于设计加工、 易于大规模集 成等优势， 不仅能实现宽带与双极化， 而且还可以提供 宽的空间扫描角度， 通过合适的匹配网络， 其效率也能 。 达到一定的要求 Vivaldi 天线具有体积小、 宽频带、 结构简单等优 点， 适于用作宽带宽角扫描相控阵天线的阵列单元 。 综合考虑上述几种宽带天线后及 Vivaldi 天线特点， 本 文采用 Vivaldi 单元形式。
第 33 卷 第 11 期 2011 年 11 月
现代雷达 Modern Radar 中图分类号： TN82 文献标志码： A
Vol． 33 No． 11 Nov． 2011 文章编号： 1004－7859 （ 2011 ） 11－0059－04
·天馈伺系统·
一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究
1 1 1， 2 1， 2 于大群 ， 吴鸿超 ， 何丙发 ， 朱瑞平
一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线
一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线作者：李由张海民曹群生来源：《现代电子技术》2015年第01期摘要：设计并优化了一款适用于LTE天线系统的基站天线振子单元。
在印刷偶极子天线以及微带巴伦的基础上，通过等效电路模型进行分析，设计出该天线的多级阻抗匹配巴伦。
采用寄生贴片、领结型设计等技术，有效地拓展了天线频带带宽，实现了[±45°]双极化。
仿真结果表明，天线的VSWR≤1.5和回波损耗大于15 dB的带宽达到了54.5%，可以覆盖GSM1800，CDMA2000，WCDMA，TD⁃SCDMA和LTE系统。
在此频带范围内，该天线的驻波特性、方向性、增益和隔离度等指标均满足LTE多模式系统的指标。
同时该天线也易于制作，适用于LTE多模式基站天线系统。
关键词：基站天线；宽频带；双极化；印刷偶极子；巴伦中图分类号： TN821+.3⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）01⁃0055⁃04Abstract： A base⁃station antenna oscillator element suitable for wideband LTE antenna systems was designed and optimized. Based on the basic theory of printed dipole antenna and microstrip Balun， the multi⁃stage impedance matching Balun of the antenna was designed by analysis with an equivalent circuit model. The bandwidth of the antenna was expanded efficiently and [±45°] dual⁃polarization was realized by means of the parasitic patches and bow⁃tie design. The simulation results show that the bandwidth of the antenna，whose VSWR is ≤1.5 and the return loss is > 15 dB， reaches about 54.5% and can cover the bands ofGSM1800/CDMA2000/WCDMA/TD⁃SCDMA/LTE system. In this range， VSWR， directivity，gain and isolation can satisfy the specifications of LTE multi⁃model systems. The antenna is easy to integrate and is applied to the base station LTE antenna systems with multiple modes.Keywords： base⁃station antenna； broadband； dual⁃polarization； printed dipole； Balun0 引言适用于多系统的宽带双极化天线是目前基站天线的主流设计[1]，其中的天线通常采用偶极子天线结构。
双极化微带缝隙天线单元研究
点 的交叉极 化 电平值小 于 一１ Ｂ ２ｄ 。
一
５１ —
雷达 与对 抗
２ １ 年 ０１
第 ２期
角度 ）
图 ｌ 实测 天线垂直极 化 Ｅ面 方向 图 ０
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频 率
图 ７ 实测天线单 元端 口隔 离
角度 ）
根据 Ｈ Ｓ Ｆ Ｓ软件 仿 真 结 果 ， 计 的十 字 缝 隙 形 式 设 双极 化 天线交 叉 极 化 电平 约为 一１ Ｂ ５ｄ 。缝 隙天 线 的
长为 ４ ０ｍｍ， 种缝宽 对应 的交 叉极 化 电平 值 如表 １ 几 。 可见 ， 当缝 宽小 于缝长 的 １６时 ， 大缝宽 可 以明显地 ／ 增
图 ３中天 线单 元 两 种极 化 端 口驻 波 在 １ ％ 频 带 ０
内小 于 １６ 。端 口之 间的 隔 离 曲线 如 图 ４ 频带 内隔 ．３ ， 离度 高于 ｌ Ｂ ２ｄ 。天线两 种极 化单 元 关 于结 构 中心 旋 转对 称 ， 给出一 种极化 中心 频 点 两个 主 面 内 的方 只 向图如 图 ５， Ｅ面 、 面 内 的 ３ｄ Ｈ Ｂ波瓣 宽 度 分 别 约 为
ｒ ｓ ｌ ｅ ｂ ｓｃ ｌ ｏ ｓｓ ｎ ｉ ｈ ｓ ｆｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｅ ｕ ｔ ａ ａ ｉａ ｌ ｃ ｎ ｉ ｅ ｔｗ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏ ｉ ｌｔ ． ｓｒ ｙ ｔ ｈ ｈ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｒ ｄ ｒ ｌｔａ ｔｎ ａ ａ ；ｓｏ ｅ ｎａ；ｄ ａ ｏａ ｉａｉｎｓ ｎ ｅ ｓ ｅ ｄ ｎ ｕ ｐ ｌｒｚ ｔｏ ；ｉ ｖ ｒｅ ｆ ｅ ｌ
邑一 １ ０
西电 一种新型星载SAR宽带双极化微带天线
一种新型星载SAR宽带双极化微带天线着眼于未来需求,星载SAR 正朝着多极化、高分辨率和宽观测带的趋势发展。
天线作为星载SAR 的重要子系统,对SAR 的功能起着重要作用。
因此,具有大带宽、高隔离度、低交叉极化的微带天线被广泛地研究。
目前,宽带双极化微带天线馈电方式大都采用口径耦合形式,即在接地面上开两个形状完全一样,尺寸略微不同的垂直正交的“H”形或矩形口径进行能量耦合;辐射贴片采用了层叠结构,即在主辐射贴片上方增加相同形状但尺寸不同的寄生辐射贴片。
耦合馈电的方式和层叠结构在显著增加带宽的同时,也减小了伪辐射,有效地提高了端口隔离度。
对于双极化微带天线,通常最重要的指标就是交叉极化,如何抑制交叉极化电平始终是双极化天线研究的焦点。
近年来,一些学者将光子带隙结构(PBG) 应用到天线设计中，从而有效地抑制表面波的影响,但是这种方法也带来天线结构过于复杂的弊端,尤其是对于大型天线阵列,这个问题更加突出。
此外,反向倒相技术被应用在阵列结构中,交叉极化也得到某种程度的抑制。
对于微带天线单元,良好的对称结构有利于高次模的抑制,从而对交叉极化性能有重要的影响。
那么有没有其他对称结构的天线单元形式具有良好的交叉极化性能呢? 基于这种思路,本文做了一些有益的尝试。
本文在采用口径耦合馈电方式和层叠结构的基础上,通过改变寄生贴片的形状,又保持天线整体良好的对称性,提出了一种新型宽带双极化微带天线单元。
计算结果表明:其整体性能优于上述天线结构,兼有大带宽(双端口在VSWR < 2 时阻抗带宽分别为24 %和23.1 %) 、高隔离度(带内优于-48dB ,中心频率处达- 52 dB) 、低交叉极化的特性(双端口E面和1端口H面在方位角为±40°内优于- 53dB ,2 端口H 面在方位角为±10°内优于-40dB)，具有重要工程应用前景。
1 天线的设计天线单元结构如图1～3 所示,把天线主体剖分为八层,第一层和第四层分别为圆形寄生贴片和正方形主辐射贴片,第二、三、五、七层为介质层,第六层为接地面,其上面开有两个正交的矩形孔径,馈线通过孔径耦合能量,从而激励起两种正交模式,实现垂直和水平极化工作状态。
宽带及双频双圆极化微带天线研究的开题报告
宽带及双频双圆极化微带天线研究的开题报告
研究背景：
在目前的信息化社会中，互联网已经成为人们生活中必不可少的一
部分。
为了满足人们日益增长的网络需求，宽带通信技术得到了迅速的
发展。
然而，随着用户数量的不断增加和移动通信的普及，网络信号的
传输速度和稳定性都面临着很多挑战。
因此，研究宽带及双频双圆极化
微带天线技术已成为当前通信领域的一个热点问题。
研究内容：
本研究的目的是针对宽带及双频双环极化微带天线这一技术难点，
进行深入研究。
主要研究内容包括以下几个方面：
1. 宽带微带天线设计：对不同频段的微带天线进行设计，重点研究
天线宽带特性及其对天线性能的影响。
2. 双频双环极化微带天线设计：在宽带微带天线的基础上，改进天
线结构以实现双频双环极化特性，研究其电磁特性和功率适应性。
3. 天线参数优化：通过调整天线结构和参数，提高天线性能，包括
辐射效率、增益、方向性等方面。
4. 实际应用测试：对设计的微带天线进行实际应用测试，验证其性
能和稳定性，在不同环境下比较不同天线的优劣。
研究意义：
本研究的结果对于解决宽带通信和移动通信中天线设计中所面临的
问题具有一定的实用性和推广价值。
在实际应用中，可以通过优化微带
天线结构和参数，提高通信的稳定性和传输速度。
同时，研究双频双环
极化微带天线技术，可以为多频段通信和数据传输提供有效的解决方案。
因此，本研究具有一定的学术意义和应用价值。
双极化与变极化微带天线的研究
双极化与变极化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件，其性能对整个系统的性能有着至关重要的影响。
双极化与变极化微带天线作为近年来研究的热点，具有小型化、宽频带、多频段等优点，在无线通信、卫星导航、雷达探测等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨双极化与变极化微带天线的研究，重点其设计方法、性能分析与优化等方面。
双极化微带天线是指具有两种不同极化状态的天线，如+45°/-45°极化、+90°/-90°极化等。
变极化微带天线则是指能够在两种或多种极化状态之间动态切换的天线。
目前，双极化与变极化微带天线的研究已取得了一定的成果。
例如，研究人员通过对微带天线结构的巧妙设计，实现了高性能的双极化微带天线；同时，变极化微带天线的动态切换能力也为无线通信系统提供了更加灵活的配置。
然而，现有研究大多于特定结构和材料下的双极化与变极化微带天线设计，缺乏对一般性设计方法和优化策略的探讨。
本文从理论分析和实验设计两个方面对双极化与变极化微带天线进行了研究。
基于电磁场理论，建立了微带天线的数学模型，并采用有限元方法对天线性能进行仿真分析。
结合实验测试，对所设计的双极化与变极化微带天线进行了性能评估，验证了理论分析的正确性。
本文还对比了不同研究报告的结果，以客观地评估所设计天线的性能优势。
通过对双极化与变极化微带天线的理论和实验研究，本文获得了以下重要结果：双极化微带天线的性能受到馈电点位置、贴片形状等因素的影响。
通过优化设计，本文所设计的双极化微带天线在±45°极化状态下的轴比（AR）低于1 dB，电压驻波比（VSWR）低于5，性能优于大多数现有研究。
变极化微带天线的设计重点在于切换机制的实现。
本文采用多层结构、可变贴片和交换馈电等技术，设计出一种能在+45°/-45°和+90°/-90°两种极化状态之间动态切换的天线。
一种新型宽带双圆极化天线的研究与设计
２ ｓ ｕｕ ｉ ｏ ｓ天线 单 元 原 理 介 绍 ｎ
２ １ 概述 ．
Ｓｎ ｏ ｓ ｉｕｕ 天线在 原理 上类似 于对 数 周期 天 线 ， 可 以被 看成 是平 面对数 周期 天线 。它是 一种按 照相似
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｃ ｅ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｅ ｔｐ ｆｓｎ ｏ ｓａ ｔｎ ａ ａ ｄ ｆ ｅ ｉ ｇ ｎ ｔ ｒ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｉ ｌｍ ｅ ｔｗｉ ｅ ｓ ｈ ｍ ｏ ｉ ｇ ａ ｎ ｗ ｙ ｅ ｏ ｉ ｕ ｕ ｎ ｅ ｎ ｎ ｅ ｄ ｎ ｅｗｏ ｋ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｔ ｍｐ ｅ ｎ ｄ —
第３ ９卷 第 １ 总第 １１ ） 期（ ５期 ２１ ０ ０年 ３月
火控雷达技术
Ｆｉｅ Ｃｏ ｒ ｌＲａ ｒＴｅ ｈ ｌｇ ｒ ｎｔｏ ｄａ ｃ ｎｏｏ ｙ
Ｖ １ ９Ｎ ． （ ｅ ｅ １ １ ｏ． ｏ １ Ｓｒ ｓ ５ ） ３ ｉ
Ｍ ａ ． ２ ０ ｒ ０１
一
种新 型 宽带 双 圆极 化 天线 的研 究 与设 计
单元 和馈 电网络进 行 了仿 真 分析 和 优 化 设 计 。 结果 表 明 ， 设 计 的天 线 和馈 电 网络 在 工 作 频 带 所
２ ０～ ． Ｃ ｚ内具 有 良好 的 电性 能。 ． ２３ Ｈ
关键词 ： 宽频 带 ； 圆极 化 ； ｎｏ ｓ 线 ；ｄ 双 ｓ ｕｕ 天 ｉ ３ Ｂ电桥 ； 行 器 环 中 图 分 类 号 ：２ ． ８１ １ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ —６ ２ ２ １ ） １ ８ －４ １ ８８５ （０ ０ ０ － ３０ ０ ０
陈玉 林 房 善 玺
一种双层宽带微带天线设计
图 2 双层倒置微带天线等效耦合电路
图中 G1 、L1、C1 为下层辐射贴片的自电导、 自电感、自电容，G2、L2、C2 为上层辐射贴片的自 电导、自电感、自电容。Cg 为下层辐射贴片和上层 辐射贴片间的耦合电容。
图 3 双层倒置微带天线 HFSS 模型图
4 3 天线参数的设计
4.1
仿真结果和实测结果分析
Design of a Double Layer Wideband Microstrip Antenna ZHAO Yudong，WANG Suixue
（Beijing Institute of Space Long March Vehicle，Beijing 100076） Abstract：This paper presents a double layer wideband microstrip antenna.The antenna adopted double invert patch construction ， feed from back and windows on patch ， Make antenna simple and small.The result of stimulation and react measured indicate when the standing wave ratio（VSWR）≤2，the bandwidth is over 25%;The gains of antenna reached 9dB;The beamwidth of ≥0dB is over 120 degree，having characteristic of
仿真结果与实测结果
为了尽可能的展宽天线频率宽度，需要降低 微带天线的品质因素 Q 值。必须选择介电常数低 和厚度大的基片，但太厚的基片介质容易在贴片 天线表面激励起高次模和表面波，降低天线辐射 效率和天线方向图主瓣，交叉极化电平变差。因 此通过多层结构，利用空气层实现一种等效的低 介电常数基板。 天线上下贴片尺寸可以分别进行计算。下层基 片的介电常数为ε r1 ，利用普通微带天线设计公式 可得出贴片大小。为了减小天线面积，需要下层天 线谐振在低频段，通过在贴片上开窗口，引进等效 电容参数，实现减小贴片面积目的。 上层介电常数εrs 可利用多层微带天线计算公 式获得
微带双频天线的研究与设计的开题报告
微带双频天线的研究与设计的开题报告一、选题背景随着无线通信技术的不断发展和应用范围的不断扩大，微带天线的应用越来越广泛。
而双频微带天线能够同时满足多种通信频段的需求，因此在实际应用中具有很大的价值。
本次研究将利用微带双频天线设计，实现这一目的，为广大用户的通信需求提供更好的解决方案。
二、研究目的本研究的目的是设计和制作一种双频微带天线，以实现在多种通信频段下的无线通信。
主要研究内容包括：1、选取合适的微带天线结构设计，并进行仿真分析。
2、通过自制微带天线实验平台，进行天线的测试和性能评估。
3、在实现双频通信的基础上，对天线的宽带性能、方向性以及辐射模式进行优化和完善。
三、研究内容1、微带天线的基本结构和工作原理的研究。
2、基于仿真分析，选取适合多频段使用的微带天线结构。
3、制作微带天线的实验平台，根据实验数据进行性能评估。
4、对天线的性能进行优化和完善，以得到更好的通信效果。
四、研究方法1、参考相关文献，了解微带天线的基本结构和工作原理，掌握天线的设计流程。
2、利用相关软件进行仿真分析，实现对微带天线结构的优化。
3、开发微带天线实验平台，用于天线的测试和性能评估。
4、根据实验数据，对天线的性能进行优化和完善。
五、研究意义1、设计制作一种性能稳定、优秀的双频微带天线，为无线通信技术的进一步发展提供技术支持。
2、研究微带天线的基本结构和工作原理，加深对微带天线技术的理解和掌握。
3、为无线通信设备设计提供技术支持，提高设备的可靠性、性能和稳定性，应用价值显著。
六、预期成果1、设计制作一种双频微带天线，满足多种通信频段的需求。
2、比较不同设计参数对天线性能的影响。
3、实验数据的收集和分析，为天线的优化和完善提供依据。
4、撰写并发表学术论文，分享研究成果，为后续研究提供参考。
七、研究进度安排1、研究计划的完成时间：本次研究计划用时6个月。
2、具体的研究进度安排：第1-2个月：研究微带天线的基本结构和工作原理，开展相关文献的收集和阅读。
宽带及双圆极化sinuous天线的研究的开题报告
宽带及双圆极化sinuous天线的研究的开题报告一、选题背景随着人类社会的不断发展，通信技术也在不断更新换代。
如今，宽带通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
宽带通信技术的发展，需要不断地探索新的天线结构，以实现更高的性能和更广的覆盖范围。
而双圆极化sinuous天线，则是近年来被广泛研究的一种天线结构，其能够实现高度的性能和宽广的频率覆盖范围。
因此，对宽带及双圆极化sinuous天线的研究具有非常重要的意义。
二、选题目的本研究的目的是探究宽带及双圆极化sinuous天线的性能和频率覆盖范围，以为广大通信技术的应用提供更高、更优的天线选择方案。
三、研究内容（1）宽带天线的原理及分类介绍宽带天线的发展史、原理和常见分类，以及常见天线的优缺点和应用领域。
（2）梳状宽带天线及其特点介绍宽带梳状天线的结构和特点，以及其在通信技术中的应用现状和研究进展。
（3）双圆极化sinuous天线的原理和特点介绍双圆极化sinuous天线的结构和特点，以及其在通信技术中的应用现状和研究进展。
（4）天线设计和性能测试基于上述理论和分析，设计一款宽带及双圆极化sinuous天线，并对其性能进行测试和评价，以验证其是否满足设计要求。
四、研究方法本研究将采用下列方法：（1）文献综述通过查阅相关文献，了解宽带天线和双圆极化sinuous天线的研究现状、发展趋势和未来发展方向。
（2）建模仿真采用HFSS等仿真软件对天线结构进行建模和仿真分析，评估其性能和优缺点。
（3）样品制作和测试基于仿真结果，制作宽带及双圆极化sinuous天线样品，并利用测试仪器进行性能测试和评价。
五、预期效果通过以上的研究方法，可以得到一款具有高性能和广频带覆盖范围的宽带及双圆极化sinuous天线。
该天线将有望应用于通信技术领域，并取得较好的效果和成果。
同时，本研究的结果也可以拓展宽带通信领域天线的形态和应用范围，具有一定的理论价值和实践意义。
宽带双极化微带天线中不同寄生单元的研究
图 1 正方形 - 圆形天线结构示意图
本文选用 H FSS软件进行仿真。软件优化后的天 线结构参数为
状态, 3种天线结构, 如图 2所示。
E1 = 2. 2, E2 = 1. 08, E3 = 2. 2, E4 = 4. 2, h1 = 0. 254 mm, h2 = 4. 8 mm, h3 = 1. 524 mm, h4 = 0. 508 mm, w 1 = 1. 9 mm, w 2 = 1. 1 mm, L3 = 10. 4 mm, L4 = 13. 5 mm, R = 20. 1 mm, L4 = 13. 5 mm
天线的设计与仿真本文仅给出正方形圆形天线结构设计过程其他3种天线单元结构只给出示意图和最终设计参数如图1所示把天线主体剖分为8层为接地面其上面开有2个正交的矩形孔径馈线通过孔径耦合能量
第 31卷 第 7期 2009年 7月
现代雷达 M odern R adar
V o.l 31 N o. 7 Ju ly 2009
Ec ( J2 ) + E b (J 1 ) + Eb (M b ) = 0 在馈线上
Ea (M a ) + Ea (JF ) = 0
在口径上
H b (M b ) + H b ( J1 ) + H c (J 2 ) = H a (M a ) + H a ( JF )
这些边界条件通过选择测试函数和在谱域中采用 矩量法来实施 [ 7] , 解最后的积分方程可以得到未知的 电流分布, 进而得到天线辐射场的信息。
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摘要: 在层叠结构宽带双极化微带天线单元中, 常见的是寄生 单元和 主辐射单 元形状 相同, 尺寸略 微不同。 目前, 寄生单 元形状与主辐射 单元不同的宽带双极化微带天线结构极少有报道研究。文中提出了 2种新 型天线结构 和 2种常见 结构, 即正方形 - 圆形 、正方形 - 圆环、正方形 - 正方形、圆形 - 圆形 4种组合。计算结果表明 : 不同 的单元组合 , 得到 的天线电 性能不同, 新型结构与常见结构相比, 在隔离度和交叉极化电平等性能上较优。 关键词: 微带天线; 寄生单 元; 宽带; 隔离度; 交叉极化
通信作者: 李迎林 收稿日期: 2009-02-18
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Ema i:l liy ing lin666@ sina. com 修订日期: 2009-05-19
( 1) 保持天线单元和馈电位置的良好对称性; ( 2) 采用错位倒相馈电技术; ( 3) 采用光子晶体结构 [ 8] 。 受加工技术的制约, 对于单元, 最方便有效的莫过 于第一点。那么, 有没有其他的对称结构的单元能够 实现很好的交叉极化和隔离度特性呢? 本文做了一些 有益的尝试。 计算结果表明新型天线与常见天线相比, 具有较 优的电性能, 尤其在隔离度和交叉极化性能上, 具有重 要工程应用形天线结构设计过程, 其他 3 种天线单元结构只给出示意图和最终设计参数, 如图 1 所示, 把天线主体剖分为 8层, 第 1层和第 4层分别为圆 形寄生贴片和正方形主辐射贴片。第 2、3、5、7层为介质 层。第 6层为接地面, 其上面开有 2个正交的矩形孔径, 馈线通过孔径耦合能量。第 8层为馈电层。天线第 2、5 层介质板选用 Duro id 5880, 第 3层介质板选用泡沫, 第 7 层介质板选用陶瓷板, 工作中心频率为 5. 2GH z, 依据传
3 计算结果分析
图 4 双端口驻波特性
图 5 隔离度特性
图 6为 1端口 E 面的极化方向图。正方形 - 正方 形、圆形 - 圆形、正方形 - 圆形、正方形 - 圆环 1端口 E 面交叉极化电平分别为 - 39 dB、- 36 dB、- 40 dB、 - 40 dB, 在 0b时差距更明显。
图 4为 4种天线单元的双端口驻波特性。 VSWR < 2时, 正方形 - 正方形天线 1端口和 2端口阻抗带 宽为 29. 8% ( 4. 45 GH z~ 6 GH z)和 27. 9% ( 4. 45 GH z ~ 5. 9 GH z); 正方形 - 圆形天线 1端口和 2 端口阻抗 带宽分别为 28. 8% ( 4. 4 GH z~ 5. 9 GH z) 和 27. 9% ( 4. 4 GH z~ 5. 85 GH z); 圆形 - 圆形天线 1端口和 2 端口阻抗 带宽 为 29. 8% ( 4. 4 GH z~ 5. 9 5 GH z) 和 30. 8% ( 4. 4 GH z~ 6 GH z) ; 正方形 - 圆环天线 1端口 和 2端口阻抗带宽分别为 26. 9% ( 4. 5 GH z~ 5. 9 GH z) 和 25% ( 4. 5 GH z~ 5. 8 GH z)。对于宽带天线而言, 4种 天线带宽差距很小, 中心频都为 5. 2 GH z。
( 2) 采用口径耦合的馈电方式。口径耦合的馈电 方式是 pozar在 1985年首次提出 [ 1] 。与其他馈电方式 相比, 其能够得到更大的带宽, 同时将辐射单元和馈电 网络分开, 减少了微带馈线对天线辐射元的干扰 [ 7] 。
宽带双极化微带天线工作性能的优劣很大程度上 取决于交叉极化、隔离度的抑制和宽带的实现。交叉 极化和隔离度的抑制目前主要采用的技术有:
图 5显示天线单元双端口隔离度特性。正方形 正方形天线在 4. 5 GH z~ 5. 5 GH z之间隔离度达到 -
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图 6 1端口 E面极化方向图
图 7为 1端口 H 面极化方向图。正方形 - 正方 形、圆形 - 圆形、正方形 - 圆形、正方形 - 圆环 1端口 H 面交叉极化电平分别为 - 39 dB、- 35 dB、- 40 dB、 - 40 dB。
A Study on D ifferent Parasitic E lem ents of Dua-l polarized and W ide-bandM icrostrip P atch Antenna
L I Y ing- lin, L I Jian-x in ( Nan jing Research Inst itute o f E lectron ics T echnology, N an jing 210013, Ch ina)
# 天馈伺系统 #
李迎林, 等: 宽带双极化微带天 线中不同寄生单元的研究
2009, 31( 7)
输线模型中的公式 [ 7]
L= c
( 1)
2f 0 Eeff
Eeff =
E3 + 2
1 +
E3 2
1
1+
1 12h3 /L
( 2)
$L
=
0. 412h3
( Eeff + ( Eeff -
0. 300) (L /h3 + 0. 258) (L /h3 +
0引 言
微带天线自诞生至今, 已得到国内外众多学者的 深入研究。与此同时, 微带天线的应用也越来越广泛, 工程需求的技术指标也越来越高。因此, 对宽带双极 化微带天线的研究有着重要的理论和现实意义。
目前, 文献中常见的宽带双极化微带天线有 2个 显著特点:
( 1)多采用层叠结构, 寄生单元和主辐射单元形状 相同, 尺寸略微不同[ 2- 6] 。这样既保持了天线的良好对 称性, 有利于抑制交叉极化电平, 同时又便于调谐。
35. 5 dB, 圆形 - 圆形天线隔离度特性与正方形 - 正方 形相近。正方形 - 圆形、正方形 - 圆环两种新型天线 隔离度特性明显较好, 带内优于 - 40 dB。
图 3 电磁等效
如图 3所示, 将原始问题转化为等效问题。此时, 口径被理想导体板代替, J1 为正方形帖片上的感应电 流, J2 为圆形寄生帖片上的感应电流, JF 为馈线上的 激励电流, M a 和 M b 分别为等效磁流, 由于口径上切 向电场分量连续, 所以 M a 与 M b 大小相等, 方向相反。 根据边界条件可得, 在传导路径上
0. 262) 0. 813)
( 3)
L = ( c / 2f0 Eeff ) - 2$L
( 4)
fmn = cVcmn / 2Pa E1
( 5)
a = ac11 + 2h ( ln( Pac/ 2h ) + 1. 772 6) /PacE1 21 /2
( 6)
式中: c、f 0、Eeff、$L 分别为真空中光速、天线工作中心 频率、等效介电常数、辐射边缘场的补偿尺寸。通过迭 代式 ( 1) ~ 式 ( 4)可以求出正方形贴片边长 L。 a为圆 形贴片的有效半径, Vmn为 Jcn ( x) 的第 m 个零点, 由于 圆形寄生贴片工作的主模为 TM 11模, 所以我们取 f11 = f 0, V11可以查表取 1. 841 2, 通过迭代式 ( 5)、式 ( 6 )可 求出圆形贴片物理半径 ac。
E1、E2、E3、E4、h1、h2、h3、h4 分别为第 2、3、5、7层介 质板的介电常数和厚度, w 1、w 2、w 3、L1、L 2、L3、L4 分别 为馈线宽度、孔径宽度、开路枝节的宽度、孔径中心到 1端口的距离、开路线长、孔径长度、孔径中心到 2端 口的距离, R 为圆形贴片直径。
至此, 正方形 - 圆形天线单元设计完成。为了尽 可能便于对比分析, 其他 3种天线结构的介质板规格 完全相同, 馈线部分和耦合孔径 位置尺寸仅做微 调。 其中, 正方形 - 正方形、正方形 - 圆形、正方形 - 圆环 结构中正方形主辐射帖片尺寸完全相同, 尽可能多的 调谐寄生辐射帖片。最终将 4种天线都调至最佳匹配
图 8显示 2端口 E 面极化方向图。正方形 - 正方 形、圆形 - 圆形、正方形 - 圆形、正方形 - 圆环 2端口 E 面交叉极化电平分别为 - 30 dB、- 30 dB、- 40 dB、
图 2 3种天线结构
2 理论分析
双极化微带天线是通过水平和垂直两个端口激励 起两种不同的模式实现水平极化和垂直极化的。之所 以辐射口径共用, 主要是为了减小天线的尺寸和减轻
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现代雷达
天线的重量。反过来, 在忽 略两个极化端口之间 / 串 音 0的条件下, 也可以将双极化微带天 线等效为一个 水平激励的天线和一个垂直激励的天线, 这样便于分 析。以正方形 - 圆形为例, 仅分析水平端口, 垂直端口 与水平端口相同。
图 1 正方形 - 圆形天线结构示意图
本文选用 H FSS软件进行仿真。软件优化后的天 线结构参数为
状态, 3种天线结构, 如图 2所示。
E1 = 2. 2, E2 = 1. 08, E3 = 2. 2, E4 = 4. 2, h1 = 0. 254 mm, h2 = 4. 8 mm, h3 = 1. 524 mm, h4 = 0. 508 mm, w 1 = 1. 9 mm, w 2 = 1. 1 mm, L3 = 10. 4 mm, L4 = 13. 5 mm, R = 20. 1 mm, L4 = 13. 5 mm
Ec ( J2 ) + E b (J 1 ) + Eb (M b ) = 0 在馈线上
Ea (M a ) + Ea (JF ) = 0
在口径上
H b (M b ) + H b ( J1 ) + H c (J 2 ) = H a (M a ) + H a ( JF )
这些边界条件通过选择测试函数和在谱域中采用 矩量法来实施 [ 7] , 解最后的积分方程可以得到未知的 电流分布, 进而得到天线辐射场的信息。