基于多模空腔模型的微带阵列天线馈电研究
低RCS微带阵列天线研究的开题报告
低RCS微带阵列天线研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着现代通信技术的不断发展，无线通信已经成为人们生活中不可缺少的一部分。
在无线通信中，微带阵列天线作为一种新型的天线结构，具有小型化、低剖面高度、
易于制造等优点，已被广泛地应用于卫星通信、移动通信、雷达测量等领域。
然而，
微带阵列天线在实际应用中也存在一个问题，即反射散射截面（RCS）较大，降低了
天线的隐蔽性和抗干扰能力。
因此，如何研究低RCS微带阵列天线，提高其隐蔽性和
干扰抗性，具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和方法
本研究的主要内容是设计和研究一种低RCS微带阵列天线，并通过理论仿真和
实验验证其性能。
具体步骤如下：
1. 分析微带阵列天线的工作原理和构成要素，建立数学模型。
2. 通过模拟仿真软件对微带阵列天线的RCS进行仿真分析，确定可能的改进方案，选择一种最优方案进行设计。
3. 基于所选方案，完成微带阵列天线的电路设计和优化，包括天线结构的布局、耦合元件的优化、天线阵列的阵型设计等。
4. 使用天线测试设备对设计的微带阵列天线进行实验验证，主要包括RCS测试
和性能测试。
5. 根据理论和实验研究结果，分析和总结设计的低RCS微带阵列天线的性能和
优化方向。
三、预期结果及实际应用
通过本研究，预期可以设计出一种低RCS微带阵列天线，可以应用于卫星通信、移动通信、雷达测量等领域，有效提高天线的隐蔽性和抗干扰能力。
此外，本研究还
将揭示低RCS微带阵列天线的优化方向和设计要点，具有一定的理论和实际应用价值。
基于HFSS的4_24微带阵列天线的研究与设计_惠鹏飞
第26卷第5期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.26,No.5 2010年9月 Journal of Qiqihar University Sep.,2010 基于HFSS 的4×24微带阵列天线的研究与设计惠鹏飞，夏颖，周喜权，陶佰睿，苗凤娟（齐齐哈尔大学 通信与电子工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）摘要：微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式，本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究，分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响，利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。
在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模，该微带阵列天线的方向图特性良好，工程上实现比较方便。
关键词：微带阵列天线；模块化设计；HFSS 仿真；物理建模；方向图中图分类号：TN820.1 文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2010)05-0009-04随着无线电技术的发展，微带天线在许多领域得到了越来越广泛的应用，主要应用场合包括：卫星通信、多普勒雷达及其它制式雷达、导弹遥测系统、复杂天线中的馈电单元等[1]。
微带天线通常采用天线阵列的形式，由馈电网络控制对天线子阵的激励幅度和相位，以获得高增益、强方向性等特点。
微带阵列天线的馈电方式主要有微带线馈电和同轴线馈电方式两种。
利用微带线馈电时，馈线与微带贴片是共面的，因此可以方便地光刻，但缺点是损耗较大，在高效率的天馈系统里的应用受到较大限制[2]。
本文首先对微带馈电网络产生的损耗进行了详细分析，利用HFSS 软件设计了2×4结构的微带子阵，采用同轴馈电的方式，利用模块化设计方法和方向图叠加原理最终实现了4×24矩形微带阵列天线，仿真设计结果表明，该大型矩形微带阵列天线的各项指标参数良好，设计思想得到了很好的验证。
1 微带阵列及馈电网络损耗分析1.1 微带阵列理论微带天线单元的增益较小，一般单个贴片单元的辐射增益只有6～8 dB，为了实现远距离传输和获得更大的增益，尤其是对天线的方向性要求比较苛刻的场合，常采用由微带辐射单元组成的微带阵列天线，如果对增益要求较高，可采用大型微带阵列天线结构[3]。
【CN109921184A】基于低剖面微带馈电结构的基片集成电偶极子天线及阵列【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910103450.6(22)申请日 2019.02.01(71)申请人 东南大学地址 211102 江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人 洪伟 徐俊 蒋之浩 张慧 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人 柏尚春(51)Int.Cl.H01Q 1/38(2006.01)H01Q 1/48(2006.01)H01Q 1/50(2006.01)H01Q 9/06(2006.01)H01Q 9/16(2006.01)H01Q 21/00(2006.01)(54)发明名称基于低剖面微带馈电结构的基片集成电偶极子天线及阵列(57)摘要本发明公开了一种基于低剖面微带馈电结构的基片集成电偶极子天线及阵列，所述天线包括顶部金属层、第一介质层、中间金属层、第二介质层、第三介质层和底部金属层。
顶部金属层上设有一对印制电偶极子，中间金属层为接地层，其上蚀刻有激励印制电偶极子的矩形槽，印制电偶极子与中间金属层之间分别通过贯穿第一介质层的一对金属化半盲孔连接；蚀刻于中间金属层上的矩形槽位于连接印制电偶极子和中间金属层的金属化半盲孔中间，中间金属层、第二介质层、第三介质层和底部金属层构成低剖面微带馈电结构。
本发明可以获得超过40％的阻抗带宽，同时带内的增益波动也低于3dB，此外，通过成低剖面微带馈电结构实现与射频前端电路的直接集成。
权利要求书1页 说明书4页 附图7页CN 109921184 A 2019.06.21C N 109921184A权 利 要 求 书1/1页CN 109921184 A1.基于低剖面微带馈电结构的基片集成电偶极子天线，其特征在于：包括由上往下依次设置的顶部金属层(1)、第一介质层(2)、中间金属层(3)、第二介质层(4)、第三介质层(5)和底部金属层(6)；所述顶部金属层(1)上设有一对电偶极子，所述中间金属层(3)为接地层，中间金属层(3)上蚀刻有激励印制电偶极子的矩形槽(9)，第一组电偶极子(7)和第二组电偶极子(8)与中间金属层(3)之间分别通过贯穿第一介质层(2)的第一对金属化半盲孔(10)和第二对金属化半盲孔(11)连接；蚀刻于中间金属层(3)上的矩形槽(9)位于连接第一组电偶极子(7)、第二组电偶极子(8)和中间金属层(3)的金属化半盲孔中间；所述天线还包括低剖面微带馈电结构，低剖面微带馈电结构包括中间金属层(3)、第二介质层(4)、第三介质层(5)和底部金属层(6)，其中，底部金属层(6)上设有一个空间上与矩形槽(9)垂直的细微带线(12)，细微带线(12)的中心和矩形槽(9)中心在垂直方向上重合；细微带线(12)一端开路，一端接50欧姆微带线(13)，中间金属层(3)作为辐射单元和微带馈电结构的公共地。
一种分形结构微带天线的设计和馈点的优化
一种分形结构微带天线的设计和馈点的优化阮晓冬;吕英华【摘要】微带贴片天线是一种低材料、体积小、易于制作的天线.为了实现天线的多频带特性,在微带贴片天线中引入了sierpinski模型结构.分形结构是在一个递归的过程中产生的,它们可以在有限的空间产生很长或很宽的表面积,因此,分形结构可以使宽带天线在小型化的同时又能保持和大天线相似的辐射模式和输入阻抗特性.这种sierpinski分形结构的微带天线可以用在WLAN,BLUETOOTH和WIMAX中.本文详细研究了sierpinski分形结构的迭代设计以及馈带线的馈点位置,并分析了对于此类天线的最佳馈电点【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】3页(P3-5)【关键词】分形;天线;馈点;迭代【作者】阮晓冬;吕英华【作者单位】北京邮电大学电子工程学院,北京 100876;北京邮电大学电子工程学院,北京 100876【正文语种】中文【中图分类】TN820 引言微带贴片天线是一种体积小、效率高、制作简单的天线。
随着科技的日益更新，单频带的天线已经不具有可适用性了，所以对于多频带天线的设计及需求就显得很迫切。
以前的多频带天线是通过在辐射贴片上开出数个缝隙来实现多频带，但是这样容易导致相邻频带的间隔很大，文献[1,2]。
所以为了实现更高更多的频带，在微带天线的辐射贴片上引入了分形结构。
“分形”一词来自拉丁文“fractus”，意思是分裂。
在1975年Benoit Mandelbrot第一次应用“分形”这个词。
分形是一种组成部分以某种方式与整体相似的形体。
它具有自相似性和伸缩对称性，文献[5]。
利用上述特性可以实现一种应用于多系统的天线。
另外实现天线多频带的方法还有增加天线的辐射单元、增加调谐器件例如变容二极管，文献[3]。
Sierpinski 分形的原理是取一个方形贴片，并分成九个同样大小的方形，中间一个方形被挖空。
剩下的八个可以继续被分成九个更小的方形，中间一个继续被挖空。
一种北斗多模小型化抗干扰天线阵列设计
2017年第3期 信息通信2017 (总第 171 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 171)一种北斗多模小型化抗干扰天线阵列设计朱艳玲，魏景辉(广州海格通信集团股份有限公司，广东广州510000)摘要:文章设计了 一种用于北斗卫星导航的多模小型化抗干扰天线阵列。
阵列包括北斗RNSS B3、RDSS S双频阵列及 RDSS L频点天线单元，采用叠层双馈微带天线阵元及陶瓷介质基底，有效减小了天线口径。
通过仿真分析，天线阵列驻 波、极化增益性能良好，能够应用于小型化高性能北斗接收设备。
关键词：小型化；多模;天线阵列；北斗中图分类号:TN965.2 文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2017 )03-0128-02Design of multiband miniaturized antenna array for Beidou Navigation System Abstract:A design method of multiband m iniaturized antenna array£»* Beidou Navigation System is presented.The antenna array including B3,S and L band reduces aprature by using stack structure and ceramic dielectric material.Simulation result proves that the antenna array performs good and caa be used on high performance m iniaturized navigation device.Key words:miniaturized;multiband;antenna array;Beidou1概述随着北斗二号卫星应用的不断推进，对导航接收终端的抗干扰、集成化要求逐渐提髙。
《移动通信多频阵列天线设计与阵列优化》范文
《移动通信多频阵列天线设计与阵列优化》篇一一、引言随着移动通信技术的飞速发展，多频阵列天线在无线通信系统中扮演着越来越重要的角色。
为了满足日益增长的无线通信需求，设计高效、可靠的移动通信多频阵列天线，并对其进行优化，成为了当前研究的热点。
本文将详细介绍移动通信多频阵列天线的设计原理、设计方法以及阵列优化的相关技术。
二、多频阵列天线设计原理多频阵列天线的设计原理主要基于天线阵列理论和频率分集技术。
通过将多个天线单元按照一定的规则排列成阵列，可以实现对多个频段的覆盖，提高天线的增益和方向性。
同时，通过频率分集技术，可以在不同的频段上实现信号的传输和接收，提高系统的通信性能。
三、多频阵列天线设计方法1. 天线单元设计：天线单元是构成阵列天线的基本单元，其性能直接影响整个阵列的性能。
因此，在设计多频阵列天线时，首先需要设计出性能优良的天线单元。
常见的天线单元包括微带贴片天线、偶极子天线等。
2. 阵列排列：根据实际需求和天线单元的性能，将天线单元按照一定的规则排列成阵列。
常见的排列方式包括线性排列、平面排列等。
在排列过程中，需要考虑阵列的布局、间距等因素，以保证阵列的性能。
3. 馈电网络设计：馈电网络是连接天线单元和信号源的重要部分，其性能直接影响信号的传输和接收。
因此，在设计多频阵列天线时，需要设计出性能优良的馈电网络。
常见的馈电网络包括微带线、同轴线等。
四、阵列优化技术为了进一步提高多频阵列天线的性能，需要对阵列进行优化。
常见的阵列优化技术包括：1. 幅相加权：通过调整每个天线单元的幅度和相位，使得阵列的辐射方向图达到最优。
这种技术可以提高阵列的增益和方向性。
2. 波束赋形：根据实际需求，对阵列的波束进行赋形，以实现特定的辐射方向图。
这种技术可以应用于定向通信、雷达等领域。
3. 智能优化算法：利用智能优化算法对阵列进行优化，如遗传算法、神经网络等。
这些算法可以通过对大量数据进行学习和优化，找到最优的阵列参数。
阵列天线的结构-电性能影响分析的开题报告
阵列天线的结构-电性能影响分析的开题报告一、研究背景和意义随着移动通信、卫星通信、雷达等通信技术的不断发展，天线系统的性能需求越来越高。
阵列天线是一种将多个单元天线安装成阵列的天线系统，通过调整天线元件的相位和振幅，可以实现多种波束方向和形状的发射和接收。
阵列天线的结构和电性能对天线系统的整体性能有很大的影响，因此如何优化阵列天线的结构和电性能是当前研究的热点和难点之一。
本研究的目的是通过对阵列天线的结构和电性能进行分析和优化，提高天线系统的性能和可靠性，为通信技术和电子设备的发展提供支持和保障。
二、研究内容和方法1.分析阵列天线的结构：包括线性阵列、圆形阵列、方阵列等结构，在此基础上分析天线单元的排列方式、间距、方向等参数对阵列天线性能的影响。
2.分析阵列天线的电性能：包括天线阵列的辐射图案、波束宽度、增益、功率分布等参数。
通过计算和模拟等方法，分析天线单元之间的耦合效应、相位差、振幅等参数对电性能的影响。
3.研究阵列天线的优化方法：结合上述分析结果，提出针对具体问题的解决方案，如调整天线单元间的间距和方向、优化天线单元的设计和材料、改变天线单元的驱动方式等，以提高阵列天线的整体性能和稳定性。
三、研究预期成果1.阵列天线结构-电性能的综合分析模型，可以有效预测天线系统的性能。
2.针对特定问题的天线优化方案，可以提高天线系统的性能和可靠性。
3.为通信技术和电子设备的发展提供技术支持和保障。
四、研究进度安排1.文献调研和相关理论研究，完成开题报告和中期报告（1-2个月）。
2.分析阵列天线的结构和电性能，建立数学和仿真模型，完成论文初稿（3-6个月）。
3.实际阵列天线的设计和制作，测试阵列天线的性能，对比理论与实验结果，完善论文（7-9个月）。
4.论文修改和完善，准备答辩（10-12个月）。
五、参考文献1.张尔东等. 天线结构设计优化[M]. 北京：清华大学出版社，2015.2.周洋. 多频多单元天线阵的设计与实现[D]. 北京邮电大学，2017.3.Gilbert E.。
毕业设计(论文)-基于UMTS基站天线的功分器馈电电路设计
a电子科技大学学士学位论文论文题目：基于UMTS基站天线的功分器馈电电路设计学生姓名：学号：学院：电子工程学院aa指导教师：指导单位：电子工程学院电磁学研究所摘要随着移动通信技术的迅猛发展，我国第三代移动通信系统已全面商用。
作为移动通信系统中的关键部件，基站天线性能的优劣，对整个通信系统的总体性能有着决定性的作用。
微带贴片天线由于其体积小、重量轻、易于加工等特性，在微蜂窝基站天线领域已得到广泛应用。
而微带贴片天线在实际应用中往往是由多个贴片单元组成天线阵列来使用。
由微带功分器组成的馈电网络由于其重量轻、易于和天线集成，便于馈电网络的布局，越来越受到青睐。
然而由于微带线具有一定的辐射损耗，对于微带线组成的馈电网络，其不同的馈电方式可能对天线的方向图产生不同的影响。
因此研究馈电网络的布局，从而减少对天线的干扰，对提升天线的性能有重要意义。
本文首先对功分器的基本理论及性能指标进行介绍。
然后阐述了二路及多路功分器的设计方法及仿真结果。
最后结合课题的需要，基于UMTS基站天线平台，设计馈电网络，采用仿真软件Ansoft HFSS对天线阵进行仿真优化，分析不同馈电网络对天线性能的影响，以达到设计要求，具有一定的实用价值。
关键词：功分器，基站天线，馈电网络，UMTS，方向图aaaABSTRACTWith the rapid development of mobile communication technology, China's third generation mobile communication system has been fully commercial. Mobile communication system as key components, the base station antenna performance of the merits of the overall performance of the whole communication system has a decisive role. Microstrip patch antennas because of its small size, light weight, easy processing characteristics, in the field of micro-cellular base station antennas have been widely used. The microstrip patch antenna in practical applications are often composed by a number of patch antenna array elements to use. Microstrip power divider by the composition of the feed network due to its light weight, easy and antenna integration for easy feed network layout, more and more popular. However, due to the radiation of microstrip lines with a certain loss, the composition of the microstrip line feed network, the different way of feeding the antenna pattern may have different effects. Therefore, the layout of the feed network, thus reducing the interference of the antenna, to enhance the performance of the antenna is important. This paper first the basic theory of power splitters, performance indicators are introduced. Road and then elaborated multi-splitter design methods and simulation results. Finally, the subject needs, based on the UMTS base station antenna platform design feed network, the use of simulation software Ansoft HFSS calculation of the antenna array optimization, analysis of different antenna feed network performance to meet the design requirements, with some practical value.Keywords : Power dividers, feed network, UMTS base station,a antenna patternaaa目 录第1章 引言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本文研究内容及意义 (2)第2章 功率分配器的基本理论 (3)2.1 微带线的理论分析 (3)2.1.1 微带线的主模及单模工作条件 (3)2.1.2 微带线特性阻抗 (5)2.2 功分器的基本原理 (7)2.2.1 功率分配原理 (7)2.2.2 奇-偶模分析 (10)2.2.3 功分器的S 参量分析 (11)2.2.4 阶梯阻抗变换原理 (13)2.3 本文功分器设计要求 (14)第3章 Wilkinson 功分器的设计方法 (16)3.1 二路功分器的实现 (16)3.1.1 单节阻抗匹配功分器设计 (16)3.1.2 两节阻抗匹配功分器设计 (20)3.1.3 三节阻抗匹配功分器设计 (24)3.2 三路功分器的实现 (28)第4章 UMTS 基站天线平台馈电网络设计 (33)4.1 馈电网络简介 (33)4.2 天线阵的馈电网络设计与仿真 (34)结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)外文资料原文 (42)外文资料译文 (48)aa第1章 引 言1.1 选题背景功率分配器是一种将输入信号功率分成相等或不相等的几路输出的一种多端口网络，它广泛应用于雷达系统及天线的馈电系统中[1]。
耦合馈电微带阵列天线设计
文献[23]的耦合馈电微带阵列结构 ............................................................ 4 文献[24]的耦合馈电方形环状贴片天线 .................................................... 4 文献[26]的波导缝隙耦合馈电的微带天线阵 ............................................ 5 文献[27]SIW 缝隙耦合馈电的天线阵列.................................................... 6 矩形贴片天线传输线模型......................................................................... 10 矩形贴片天线的电场分布......................................................................... 10 微带天线馈电方式..................................................................................... 11 基片集成波导等效模型............................................................................. 15 SIW 与微带线的转换结构........................................................................ 17 基片集成波导移相器................................................................................. 18 缝隙耦合馈电的微带贴片单元结构......................................................... 26 微带贴片天线单元仿真结构..................................................................... 28 微带贴片天线单元的输入阻抗和方向图................................................. 29 改进的微带贴片天线单元仿真结构......................................................... 29 改进的微带贴片天线单元的输入阻抗和方向图..................................... 30 同相微带传输线结构图............................................................................. 32 同相微带传输线的相位............................................................................. 32 1 3 阵列天线的馈电网络结构 ................................................................ 33 馈电网络的传输系数和传输相位............................................................. 33 1 3 微带贴片天线阵列的结构................................................................. 34 1 3 微带贴片天线阵列的|S11|和驻波比 ................................................. 34 1 3 微带贴片天线阵列的方向图............................................................. 36 1 3 微带贴片天线阵列的三维方向图..................................................... 36 MIMO 微带贴片天线阵列结构 ................................................................ 37 MIMO 微带贴片天线阵列的|S11|............................................................. 38 MIMO 微带贴片天线阵列的隔离度 ........................................................ 38 MIMO 微带贴片天线子阵 1 和子阵 4 的方向图 .................................... 39 MIMO 微带贴片天线阵列实物图 ............................................................ 40 MIMO 微带贴片天线阵列|S11|实测结果................................................. 40 边馈矩形贴片天线结构............................................................................. 44 5 元加权串馈线阵结构示意图 ................................................................. 45
微带天线馈电方法的研究
第一章论文设计研究背景 1.1 微带天线的发展 1.1.1 天线天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置(如杆、线或线的排列)。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
天线的分类：①按工作性质可分为发射天线和接收天线。
②按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。
③按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线，微波天线等。
④按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。
描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频率。
天线按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。
单极和双级天线是两种最基本的一维天线。
二维天线变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片），还有喇叭状，碟状。
1.1.2 微带天线微带天线是近30 年来逐渐发展起来的一类新型天线。
早在1953 年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。
在50 年代和60 年代只有一些零星的- 2 - 研究，真正的发展和使用是在70 年代。
常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。
当贴片是一面积单元时，称它为微带天线；若贴片是一细长带条则称其为微带阵子天线。
图1 所示为一基本矩形微带天线元。
超宽带平面天线阵列的微带馈电
超宽带平面天线阵列的微带馈电
陈美娥;王均宏
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2008(23)5
【摘要】设计、分析、制作了3种类型的4单元平面超宽带天线阵列,采用宽度按指数渐变的微带线网络馈电,馈电网络和天线单元设计在同一介质基板上,易于加工和集成.给出了天线单元、馈电网络各自的输入特性,并将其与整个阵列输入特性进行了比较.仿真和测量结果表明:这3种类型的天线阵在3.1～10.6 GHz绝大部分频段内的回波损耗小于-10 dB,最大不超过-8 dB,天线阵的增益在8～12 dB之间,远大于单元的增益.
【总页数】6页(P911-916)
【作者】陈美娥;王均宏
【作者单位】全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京,100044;北京交通大学光波技术研究所,北京,100044;全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京,100044;北京交通大学光波技术研究所,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.一种改进的微带馈电阶梯缝隙超宽带天线 [J], 杨光;涂治红;郭彬;夏清佩
2.馈电网络对微带天线阵列时域散射特性的影响 [J], 张雪芹;王均宏;李铮
3.微带天线阵列的一种新颖馈电网络 [J], 杨光;金荣洪;耿军平
4.一种采用微带馈电的陷波超宽带天线的设计 [J], 徐保林
5.串联邻近耦合馈电微带天线阵列的设计 [J], 吴跃敏;汪敏;李翌璇;吴文
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基于多孔EBG结构的阶梯型微带天线设计
基于多孔EBG结构的阶梯型微带天线设计发表时间：2018-11-17T15:38:44.913Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：陈建军[导读] 摘要：微带天线由于具有剖面薄、体积小、重量轻且可与导弹或高速飞行器等载体表面共形的优点而被广泛应用于雷达通信、导航、电子对抗、遥测系统等领域。
天津广播器材有限公司天津 300210摘要：微带天线由于具有剖面薄、体积小、重量轻且可与导弹或高速飞行器等载体表面共形的优点而被广泛应用于雷达通信、导航、电子对抗、遥测系统等领域。
近年来，随着电子通信技术的高速发展，实际工程对高性能天线的需求越来越高，而一般普通微带天线的带宽、效率、增益、介质损耗等性能均难以满足实际工程应用的需求，在很多宽带以及超宽带的应用方面受到限制。
为此，文章围绕基于多孔EBG结构的阶梯型微带天线设计进行研究，具有重要的现实意义。
关键词：多孔EBG结构；阶梯型；微带天线设计引言：通过选择合适的多孔EBG结构表面参数，可实现电磁特性的可控性．将多孔型EBG结构加载在阶梯型微带天线设计中，不仅能利用其带隙结构的特性改善天线的辐射特性，制约表面波的传播，提高天线的带宽和增益，而且能使天线结构更加紧凑，有利于实现集成化和小型化。
这为含有多层多孔型EBG结构阶梯型微带天线设计提供了理论基础，具有一定的工程实际参考价值。
1、EBG结构特性分析 1.1、EBG结构单元分析二维EBG结构因其表面阻抗的特点，故又称为高阻抗表面结构，其结构单元一般由金属贴片、金属过孔、介质基板和接地板四部分构成。
因EBG结构比较紧凑，其单元尺寸一般远小于工作波长，故EBG结构的许多特性均可用等效电路模型来描述，EBG结构的等效电路模型是一个LC并联谐振电路。
当天线辐射产生的电磁波与EBG结构相互作用时，EBG结构单元会产生感应电流，相邻结构单元的边缘有电荷汇聚形成电容，故等效电路中的电容主要来自EBG结构相邻金属贴片间的缝隙边缘电场，而等效电感主要来自顶层金属贴片与接地板间的电流。
基于HFSS的4元平面微带阵列天线的设计
基于HFSS的4元平面微带阵列天线的设计
陶唯识;惠鹏飞;王艳春
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2010(000)033
【摘要】以微带阵列天线的空腔模型分析法为基础,完成了LS波段的4元线极化微带阵列天线的设计.利用HFSS仿真软件构建了阵列天线的物理模型,利用HFSS 宏定义优化了天线的尺寸参数,通过数据后处理得出了驻波比、反射系数、增益方向图和电场方向图等曲线.仿真设计结果表明,该4元微带阵列天线各项性能良好,满足天线工程的需要.
【总页数】2页(P111,150)
【作者】陶唯识;惠鹏飞;王艳春
【作者单位】中国联通齐齐哈尔分公司,黑龙江,齐齐哈尔,161000;齐齐哈尔大学通信与电子工程学院,黑龙江,齐齐哈尔,161006;齐齐哈尔大学通信与电子工程学院,黑龙江,齐齐哈尔,161006
【正文语种】中文
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阵列天线与馈电网络的共面集成新技术研究的开题报告
阵列天线与馈电网络的共面集成新技术研究的开题报告1. 研究背景及意义随着通信技术的不断发展，人们对高效、稳定的通信系统的需求不断增加。
阵列天线作为一种利用多个天线构成的大型天线系统，可以有效地提高通信系统的能力。
与此同时，阵列天线在工程实践中也面临着很多技术难题，比如馈电网络的复杂性、对准精度的高要求等。
为了克服这些问题，共面集成技术被提出并应用于阵列天线的设计中。
该技术可以简化馈电网络结构，提高阵列天线的性能，实现高效、经济的通信系统。
本文旨在研究阵列天线与馈电网络的共面集成新技术，以期提高阵列天线的性能，进一步开发适用于实际应用的阵列天线系统，并推动通信技术的进步。
2. 研究内容与方法本文将通过文献研究、数学分析及仿真实验等方法，对阵列天线与馈电网络的共面集成新技术进行研究。
主要研究内容包括：（1）阵列天线与馈电网络的共面集成技术原理及实现方法的研究；（2）共面集成技术对阵列天线性能的影响及优化方法的研究；（3）阵列天线系统在实际应用中的性能测试及分析。
3. 研究进度安排第一阶段：文献调研及理论研究时间节点：第1周-第4周主要工作：查阅相关文献，并详细分析阵列天线与馈电网络的共面集成技术原理及实现方法。
第二阶段：数学分析及仿真实验时间节点：第5周-第12周主要工作：利用数学分析方法和仿真软件，对共面集成技术应用于阵列天线系统的性能进行评价和优化，并与传统阵列天线进行比较分析。
第三阶段：性能测试及分析时间节点：第13周-第16周主要工作：对共面集成阵列天线系统进行实际性能测试，并进行分析及比较分析。
4. 预期成果本文的预期成果包括：（1）阵列天线与馈电网络的共面集成技术原理及实现方法的归纳总结；（2）共面集成技术对阵列天线性能的影响及优化方法的实验研究结果；（3）共面集成阵列天线系统在实际应用中的性能测试报告。
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Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ４ ４ ９ ０ ４
基 于 多模 空腔 模 型 的微 带 阵列 天 线 馈 电研 究
韩 冬， 卢根 锁 ， 乔 凌宵
（ 山西师范大学 物理 与信息工程学 院 ， 山西 临汾 ０ ４ １ ０ ０ ４ ） 摘 要： 针 对微 带天线 的馈 电方式对 阻抗匹配影 响较 大的特点 ， 本 文在微带 线侧馈模 型的基础 上 ， 介 绍
当谐 振腔 内有激励 源 时 ， 空腔 内场满 足波 动方 程
（ （ ＋ｋ ） Ｅ ＝ｆ ｌ ｏ ｉ ｘ ０ ＋ ） ＝０ （ １ ） （ ２ ）
可用模展开法求解上式 ， 本征函数由求解无源区域的齐次波动方程 （ ２ ） 得到 ：
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ １ — １ ０ 项 目基金 ：国家级大学生创新训练项 目（ ２ ０ １ ２ １ ０ １ １ ８ ０ １ ５ ） ．
作者简介 ： 韩 冬（ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 吉林 四平人 ， 山西师范 大学 物理与信息工程学院教师 ， 硕士， 主要从 事数 字信 号处理 、 阵列 信 号处理的理论及应用方 面的研 究． 通讯作者 ： 卢根 锁（ １ ９ ５ ８ 一） ， 男， 山西运城人 ， 山西师范大学 物理 与信 息工程学 院副教授 ， 主要从 事 Ｖ Ｉ 及Ｅ Ｄ Ａ教学 方面 的
分母上的ｋ 一 舢很小使得第 ｍ ２ ， １ ７ ， ） 项振幅很大， 内场一般由这项决定． 这时认为该天线工作于第（ Ｆ ｔ ＇ ｇ ， １ ５ ）
模， 也可 以说是对 Ｔ Ｍ 模谐振． 另外该式对任何 分布、 不同的 位置 （ 激励条件） 将会产生不同的激励 振幅（ 展开系数） ， 即得出不 同的内场．
山西师范 大学 学报 （ 自然科学版 ） 第２ ７卷第 ２期
２ ０ １ ３年 ６月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｖｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ２
（ ６ ）
式 中
（ ｒ ＝ ）＝Ｉ ． １ ， Ｏ Ｌ ｄ ｓ （ 二 ）＝Ｉ ， ＝ ｄ ｓ
将式 （ ６ ） 代入式（ ５ ） 可得 内场的一般解
。
（ ７ ）
瓮
（ ８ ）
其 中， ． ｊ ｝ 是谐振模的截止波数 ， 由天线尺寸和模序号 ｍ， ｎ 决定． 当工作频率的选择使得 ｋ 接近某个 时 ，
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ １ ． ７ ２ 文献标 识码 ： Ａ
微带阵列天线 由于其体积小 、 重量轻 、 极化制式多样以及可与载体表面共形等诸多优点 ， 使其在通信 、
导航 、 无 线 电探测 等诸 多 领域 得到 了 广泛应 用 ． 然而 ， 在采 用 微 带线 馈 电时 ， 馈 线 与微 带 贴 片是 共 面 的 ， 馈
线本身会引起寄生辐射 ， 干扰天线方向图， 增加了天线的副瓣电平与交叉极化 ， 同时也降低 了增益． 这种微 带线馈电结构容易产生表面波激励． 为了解决这个问题 ， １ ９ ７ ４年芒森提出了传输线模 型分析方法 ， 后又 由 德纳里德 （ Ｃ ｔ Ｄ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｅ ｄ Ａ ） 等人做 了拓展．罗远芷在 １ ９ ７ ９年提出了空腔模型理论 … ， 该理论是在微带谐振 腔分析的基础上发展起来的． 分析微带谐振腔的一般方法是规定腔 的边界条件 ， 找出腔 中的一个主模 ， 从 而计算出谐振频率 ， 品质因数和输入阻抗等， 将这种方法移植到微带天线 中， 称为单模理论 ， 但此方法类似 于传输线法 ， 在某些情况下得到的结果并不理想 ， 本文对此方法进行 了改进 ， 发展了多模理论 ， 它把腔 内场 用无限正交模表示 ， 因而能较准确地代表腔 内场 ， 这就为微带线的馈电提供了一个 比较好的解决方法．
了基于多模空腔模 型的内插 式馈 电方法 ． 将该方法应 用于微 带 阵列天线模 型 ， 有效 提高 了天线增 益 ， 改
善了方 向性． Ｈ Ｆ Ｓ Ｓ 仿真结果 证明 ， 改进 方法使天线 的方 向性 与增益都有所提高 ， 阻抗 匹配效果较好．
关键词 ： 微 带阵列天线 ；插入式馈 电；多模空腔模 型
１ 腔模 理论
将微带贴片与接地板之间的空间看成是谐振空腔（ 或称为漏波空腔 ） ： 此腔的上下壁为微带片和面积 相同的接地板 ， 周 围的柱形面为侧壁 ， 天线输入阻抗可根据空腔内场和馈源边界条件来求得 ， 将基本 腔模 理论作如下假设来分析腔 内场 ： ｔ （ １ ） 腔内电场只有 分量 ， 且Ｅ ： 不 随 改变 ， 磁场只有 ， 分量 ， 且假设 ＝０ ， 即这是对 向的 Ｔ Ｍ 型场． （ ２ ） 微带贴片的四周边缘处电流无法向分量 ， 即边缘处切向磁场为零 ， 空腔四周可视为磁壁．
２ 微 带天线馈 电方式及 阻抗匹配
阵列微带天线的馈电方式基本选择侧馈 ， 侧馈对于取 ＝０ ． ５ Ａ 时， 微带单元的谐振输入阻抗Ｒ 至少 在１ ０ ０ Ｑ 以上 ， 而实际上微带单元 工的取值都小于 ０ ． ５ Ａ ． 矩形贴片单元实际长度 ］
研究 ．
・
４ ０・
山西 师范大学学报 （ 自然科学 版）
２ ０ １ ３钲
对 于矩形 贴 片
＝
Ｃ ｍｃ ｏ ｓ
ｃ ｏ ｓ
（ ３ ）
ｋ ｎ ｉ ． ＝
丽
Ａｍ ｍ
（ ４ ）
由式（ １ ） 将Ｅ 展开成正交模无穷级数
（ ５ ）
由激励条件可得
Ａ一 ＝
Ｊ ， ， ， ｇ ｏ ＜ Ｌ 丽 Ｏ Ｌ ＞