科技信息
高校理科研究
一和赛带高增益微带阵列天线
中国计量学院信息工程学院
赵春喜
郭维巍
张秋实许瑞旭陈顺
［摘要】本文提出了一种应用于ＷＬＡＮ的宽频带微带阵列天线。该天线在回损小于一ｌＳｄＢ时带宽为９００ＭＨｚ。在５．１５ＧＨｚ时上述
天线的在Ｅ面的增益为２３５０ｄＢｉ，在５．６０ＧＨｚ时Ｈ面增益为２５，０５ｄＢｉ。文中给出了天线结构的分析。仿真与实测的反射系数、辐射模式和增益的测试数据吻合。
［关键词］阵列天线微带ＷＬＡＮ
引言
微带天线具有很多优点，如剖面低，重量轻，体积小，易共形，成本
低，适于批量生产等㈣，因此吸引了越来越多的研究者关注这一类型的
天线。同时，微带天线本身内在的缺点，如窄频带等。然而，ＷＬＡＮ通信领域的微带天线要求能够信号全部覆盖，因此必须提高增益来覆盖给定的通信区域。
本文提出了一种应用于ＷＬＡＮ领域的宽频带微带阵列天线，能够获
得较高的增益和宽频带性能。新型阵列天线的尺寸为２７８ｍｍ
Ｘ
２７８ｍｍ，
具有优于１５ｄＢ的回损特性，带宽为９００ＭＨｚ。天线Ｅ面在５．１５ＧＨｚ最大增益为２３．５０ｄＢｉ，在５．６０ＧＨｚ时Ｈ面的增益为２４．４０ｄＢｉ。仿真与实测结果表明上述天线可以应用于ＷＬＡＮ系统。
一、蝶形微带阵列天线结构
设计的８×８平行微带阵列天线结构如图１所示。天线的辐射单元包括两个对称的微带单元，单个天线单元的尺寸为ａ＝１２．２５ｒａｍ，ｂ＝６．８５ｍｍ。天线的上下两层对称分布在基板的两侧。天线基体飞相对介电常数为２．６５，厚度为ｌｍｍ。制作的微带阵列天线如图２所示。
图１微带天线的结构示意图
图２天线实物图
二、仿真与实测结果
与
伯佰
∞∞矗
筋＿Ｊ
Ｅ
≮
∞叱
∞柏钙∞
５．０
５２
５４
５．６
５．８
６ｏ
Ｆｒｑｕｅｎｃｙ／ＧＨｚ
图３制作天线测试与仿真回损
万方数据
天线仿真与实测的回波损特性如图３所示。该天线仿真与实测回损在５．０．５．９２ＧＨｚ范围内均小于一１５ｄＢ，相对带宽约为１６．５１％。实验结果表明该天线能满足５．８ＧＨｚ（５．１５～５．８５ＧＨｚ）无线局域网标准。图４～５分别为５．１５和５．８５ＧＨｚＥ面和Ｈ面天线的仿真与实测辐射模式。从辐射模式图中可以看出，上述微带天线阵列具有大增益和宽的半波束宽度。工作频带内所测的平均增益大于２３ｄＢｉ。天线的仿真与实测的辐射结果吻合。所测天线的高增益和宽半波束宽度显示了天线好的定向性能和辐射特性，与ＷＬＡＮ实际要求一致。
ｏ——ｍｅａⅢｄ
ａｔＥ・ｐｌａｎｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｔＥ－ｐｌａｎｅｍｅａｓｕｒｅｄ
ａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅ
图４阵列天线的仿真与实测辐射模式（ｆ＝５．１５ＧＨｚ）
ｏ——ｍｅａｓｕｒｅｄａｔＥ－ｐｌａｎｅ
ｓｔ
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ａｔｈｐｌａｎｅ
ａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅ
图５阵列天线的仿真与实测辐射模式（ｆ一５．ｓＳＣＵｚ）．三、总结
本文提出了一种适用于ＷＬＡＮ的宽带高增益微带阵列天线。实测的结果与微波软件仿真的结果一致。Ｅ面的最大增益在５．１５ＧＨｚ时为２３．５０ｄＢｉ。Ｈ面在５．６０ＧＨｚ时增益２５．５０ｄＢｉ。研究结果表明该天线适用于ＷＬＡＮ通信系统。
参考文献
ｌ
１
ｊＰ．Ｌｉ，Ｋ．Ｍ
Ｌｕｋ，Ｋ．Ｌ
Ｌａｕ
Ａｎｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ
ｈｉｇｈｇａｉｎ
ｍｉ—
ｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａ
ａｒｒａｙ
ｍｏｕｎｔｅｄ
ｏｎａ
ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｃｒｈｎｄｅｒ［Ｊｊ．ＩＥＥＥ
ＡＰ—ＳＩｎｔｅｒ－
ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐ．，２００３，６
ｌ２
ｊＭ．Ｋａｒｉｋｏｍｉ，ＴＭａｔｓｕｏｋａ，Ｌ．ＷＣｈｅｎ．ＡｎｏＩＩｍｉｄｉｒｅｃｄｏｎａｌ
ｂｒｏａｄ
ｂａｎｄｗｉｄｔｈｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ
ａｎｔｅｎｎａ
ｕｓｉｎｇ
ａ
ｐａｒａｓｉｔｉｃ
ｃｙｈｎｄｅｒ［Ｊ］．ＩＥＩＣＥ
ｔｒａｎｓ
ｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９３，Ｅ７６－Ｂ．
１３ｊＦ．Ｙａｎｇ，Ｙ．Ｒａｈｍａｔ—Ｓａｒｎｉｉ，“Ａ
ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ
ｐａｔｃｈ
ａｎｔｅｎｎａ
ｕｓｉｎｇ
ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ
ｓｌｏｔｓ
ｆｏｒ
ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．”ＩＥＥＥ
Ｍｉｃｒｏｗ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
Ｃｏｍｐｏｎ．Ｌｅｔｔ，２００２，１２
一种宽带高增益微带阵列天线
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵春喜， 郭维巍， 张秋实， 许瑞旭， 陈顺中国计量学院信息工程学院科技信息
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010，(30)0次
参考文献(3条)
1. F.Yang;Y.Rahmat-Samii A reconfigurable patch antenna using switchable slots for circularpolarization diversity 2002(12)
2. M.Karikomi;T.Matsuoka;L.W.Chen An omnidirectional broad bandwidth microstrip antenna using aparasitic cylinder 1993
3. P.Li;K.M.Luk;K.L.Lau An omnidirectional high gain microstrip antenna array mounted on a circularcylinder 2003
相似文献(10条)
1.学位论文 吴春红 微带反射阵列天线的研究与设计 2010
随着近代微波通讯、卫星通讯以及航天技术的迅猛发展，抛物面天线扮演着日益重要的角色。但是，由于现代社会对通讯系统灵活机动的要求，传统的抛物面天线笨重、体积庞大的劣势已经日益显现。为了克服抛物面天线的这些缺陷，国外的学者提出了低剖面的微带反射阵列天线结构，这种微带反射阵列天线综合了反射面天线和微带阵列天线的优点，以其重量轻、体积小、价格便宜易于制造特别是易于和其他物体共形、易与微带电路集成等优点，从1978年提出来后就受到了很高的重视并得到快速的发展。本文的研究即围绕微带反射阵列天线的设计展开。
本文首先阐述了微带反射阵列天线的工作原理和基本的结构类型，详细研究和讨论了实现相移补偿的各种微带反射元的结构和原理，深入探讨了仿真反射元相移曲线的波导模拟器技术。
针对微带反射阵列天线带宽窄的缺点，本文对影响微带反射阵列天线工作带宽的因素进行深入分析，重点研究了采用双层贴片层叠来扩展带宽的方法，并在理论基础上设计了一款工作在Ku波段的宽带微带反射阵列。首先通过数值仿真软件HFSS仿真得到双层微带贴片单元的相移曲线，结果表明它具有良好的宽带性能。在此基础上，研制出有161个单元、由圆锥喇叭馈电的偏馈微带反射阵列。仿真与测试结果表明，阵列主波束在偏离阵列法线方向20°方向，增益为25dB左右，带宽大约为20％。
2.期刊论文 惠鹏飞. 夏颖. 周喜权. 陶佰睿. 苗凤娟. HUI Peng-fei. XIA Ying. ZHOU Xi-quan. TAO Bai-rui. MIAO Feng-juan 基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计 -齐齐哈尔大学学报（自然科学版）2010,26(5)
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.
3.学位论文 田富贵 径向线微带阵列天线的研究 2010
本文在研究了径向线天线结构的基础上，提出了两种单层径向线微带阵列天线结构，一种是探针馈电的径向线平面螺旋阵列天线，辐射单元为平面微带螺旋，能量通过探针耦合到螺旋单元辐射；另一种是将缝隙阵列印制在印制板上的径向线微带缝隙阵列天线，能量通过缝隙辐射。天线能量由同轴内导体构成的探针从中心馈入到径向波导，并激励径向的TEM模式。
本文首先介绍了径向线天线的发展概况及径向线天线的优势和独特性以及阵列天线和径向波导的相关知识；然后仿真设计了径向线平面螺旋微带阵列天线和径向线微带缝隙阵列天线，给出了设计过程并分析了其性能。并介绍了径向线阵列天线等效介电参数对设计的影响等。加工的探针馈电式径向线平面微带螺旋阵列天线和径向线微带缝隙阵列天线驻波和轴比性能良好，效率有待进一步提高。
4.学位论文 丁保军 微带阵列天线的电磁散射研究 2004
该文分析了平面微带阵列天线的电磁散射特性.根据等效原理对微带阵列天线建立电场积分方程,应用谱域矩量法求解微带阵列单元上的电流分布,进而求解微带阵列天线的雷达散射截面.在对微带阵列天线建模的时候,结合国外的研究情况,该文采用了如下假设:假定接地介质平板为无限大,而微带阵列单元的数目为有限.在这样的简化假设条件下求解微带阵列天线的雷达散射截面RCS时,就可以利用无限大接地介质平板上半空间的并矢格林函数求解电场积分方程.这样避免采用自由空间的并矢格林函数时要考虑介质层的等效体电流,同时还要考虑接地金属板的影响,简化了阻抗矩阵元素的表达式,降低了求解超大规模的微带阵列天线的RCS时需要求解的未知电流展开系数的个数,大大缩短了计算时间,减小了对计算机内存的需求.在应用矩量法求解微带阵列单元上的等效面电流时,该文采用谱域并矢格林函数.变换到谱域求解是因为谱域并矢格林函数有解析形式,而空域并矢格林函数无法获得解析解,分析复杂.在对整个微带阵列进行剖分时,该文采用矩形面元并引入形状函数,可以非常方便地分析任意形状任意排列形式的平面微带阵列.采用这种方法时,阻抗矩阵的四个子矩阵为Teoplitz矩阵,因而可以极大地简化阻抗矩阵的求解过程,大大地缩短计算时间.在处理阻抗矩阵元素求解过程中,对于奇异值的处理我们采用变换积分路径的方法,因而无需知道被积函数极点的个数和精确值,就能获得满足工程需要的数值解,这样简化了二重奇异积分的数值求解过程.
5.期刊论文 李伟. 邱景辉. 索莹. 邓维波. LI Wei. QIU jing-hui. SU Ying. DENG Wei-bo 新型Ku频段全向微带阵列天线 -现代雷达2009,31(2)
设计了一种新型Ku频段全向天线,该天线由双面辐射微带阵列组成,通过串联形式馈电,实现了全向中等增益辐射特性.文中给出了微带阵列天线的设计方法,对该微带阵列天线的阻抗带宽特性、方向图特性和馈电结构进行了分析.结果表明,该微带阵列天线反射损耗小于-10 dB的绝对带宽为1.15GHz,在可用频带内全向增益为6.8 dB～7.3 dB,E 面波束宽度在20°～24°,H面方向图不圆度在±0.5 dB以内.该天线能够满足微波通信系统要求.
6.学位论文 陈彭 基于宽带机载SAR的微带阵列天线的研究 2007
机载合成孔径雷达(Airborne SAR)是一种高分辨率成像雷达，具有全天候、全天时、高分辨率、作用距离远等优点，用途十分广泛。天线是合成孔
径雷达最核心的子系统之一，决定了合成孔径雷达的多个关键参数的性能，天线的设计在合成孔径雷达系统的研发中占有至关重要的地位。
在这种背景下，论文对机载合成孔径雷达天线展开研究。针对目前机载合成孔径雷达天线研究的热点，利用微带阵列天线来完成合成孔径雷达系统对天线系统提出的宽频带、高增益、低副瓣电平、强方向性的高性能要求。
论文在选定的中心频点上设计了3种不同结构的宽带微带天线，缝隙耦合叠层微带天线、U型开缝叠层微带天线和半U型开缝叠层微带天线。这3种宽带微带天线相对带宽均大于15％，满足了宽带特性。其中半U型开缝叠层微带天线比U型开缝叠层微带天线平面面积缩减了近50％，是小型化天线的一种新尝试。通过对上述3种天线的带宽、方向图、交叉极化等特性的综合评估，确定利用U型开缝叠层微带天线组成阵列完成机载合成孔径雷达天线的设计。
阵列天线的设计主要是方向图的综合。使用进化算法优化阵列单元激励幅度权值，是一种新颖有效的方法。通过一种新颖的文化算法平台，在忽略互耦的情况下对8×8单元阵列进行了幅度激励优化。得到的方向图有较低的副瓣和较窄的半功率波瓣宽度，均达到了指标要求。从理论上验证了设计方案的可行性。
为了检验理论推倒和仿真优化的正确性。加工了2×2单元U型开缝叠层微带阵列实验天线，通过实测得到的近场、远场特性与仿真和理论推导接近，证明了理论推倒和仿真优化的正确性。
论文以合成孔径雷达天线设计为主线，贯穿了机载合成孔径雷达天线从指标设定，到天线选型、评估、设计、测试、分析的开发流程。完成了从单元设计到阵列方向图综合，从软件仿真到实物测试的流程。对该类天线理论研究以及工程实践有一定的参考价值。
7.学位论文 高嵬 毫米波微带阵列天线研究 2007
本文主要研究了两种馈电形式(并馈与串馈)共四个工作在35GHz的毫米波微带阵列天线，成功完成了对这些阵列天线的设计、仿真、制造和测试。本文从理论和实验的角度，研究了如何改善毫米波微带阵列天线的辐射特性，并获得具有高增益、低副瓣特性的毫米波微带阵列天线。 本文主要的工作包括：
1.设计了八元切比雪夫分布毫米波微带并馈直线阵，该阵列采用口径耦合馈电，经测试，副瓣电平达到-15dB。其中包括对口径耦合馈电单元天线进行仿真和理论分析，接着设计了八端口微带不等分功分器，作为天线阵的馈电网络。最后对天线阵进行了测试，测试结果基本达到预期的目的。
2.设计了两种毫米波微带串馈直线阵。两种天线阵都采用角馈方形贴片的形式。一种是常规的串馈微带直线阵，使阵列贴片电流实现锥削分布，即电流值由中心向四周逐渐变小；另一种是采用1/4λg，阻抗变换线，使阵列贴片电流满足切比雪夫多项式分布。通过仿真和测试，对比两种天线阵，发现在低副瓣的要求下，对于不要求高增益的情况，切比雪夫天线阵比较适用；反之，均匀馈线的天线阵则比较适用。
3.在上面直线阵研究的基础上，设计了256单元毫米波微带串馈平面阵列天线，该阵列采用均匀馈线和阻抗变换线结合的方式设计。最后对该天线阵进行测试，仿真与实测方向图一致性较好，实测增益达到22dB，副瓣电平达到-30dB，基本达到预期的设计目的。本文所研究的毫米波串馈天线阵可用于毫米波天线系统。所作的理论分析和实验研究工作为后续的毫米波阵列天线研究打下了坚实的基础。
8.会议论文 夏冬玉. 许谦. 屈天莹 一种微带阵列天线的设计与分析 2008
将全波分析与快速傅立叶变换及双共轭梯度相结合，对微带阵列天线进行分析计算，采用Taylor分布的锥削幅度激励准则，设计了一个可用于移动卫星通信的8×8单元的微带阵列天线，结果表明，计算结果同实测结果吻合较好，说明了该分析方法的正确性和有效性，为微带阵列天线的快速分析和计算提供了良好的借鉴.
9.学位论文 杜天波 双频微带阵列天线的设计技术研究 2006
多频段和宽频带技术是微带天线研究的一个重要方向，采用多频微带阵列实现飞行器天线的孔径复用功能可以减少飞行器天线的数目，对提高飞行器的隐身性能、机动性能等都具有非常重要的现实意义。
论文围绕双频微带阵列天线的设计和电磁特性分析开展研究工作，主要的研究工作包括： (1)利用谱域导抗法推导出一套完整的多层平面介质结构谱域格林函数的具体表达式；
(2)深入讨论了谱域格林函数的极点和支点特性，研究了提取任意多层介质结构表面波项的极点定位法和计算空域格林函数的二级离散复镜像方法，通过与数值积分对比验证方法的求解精度和计算效率；
(3)研究了用于分析平面多层微带结构电磁特性的混合位积分方程法，讨论了电流基函数(屋顶函数)的特征。研究用于求解大型阵列天线电磁特性的共轭梯度和快速傅立叶变换相结合的混合技术，通过与HFSS仿真结果的对比验证方法的精度；
(4)研究微带双频阵列天线、馈电网络和阻抗匹配等的设计问题，设计一个工作在L波段和C波段的双频微带阵列天线，并进行实物制作加工和测试。利用HFSS仿真软件对设计的双频微带阵列天线电磁特性进行分析，验证天线是否满足设计指标。
10.期刊论文 官正涛. 李峰. 赵璐. GUAN Zheng-tao. LI Feng. ZHAO Lu 一种结构紧凑的毫米波微带阵列天线 -电讯技术2010,50(3)
提出了一种波导带状线转换器,应用于毫米波多层微带阵列天线设计,减小了天线的厚度,并增加了天线的效率和可靠性.与采用传统的波导微带转换器、微带同轴转换器及同轴带线转换器的级联转换方案的天线相比,该多层微带阵列天线的厚度缩小了90%,实测为1.2 mm,天线效率增加了14%,实测为24%.
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjxx201030105.aspx授权使用：吉林大学(jldx)，授权号：4887bec6-04dc-40f9-b40a-9efc015a05ab
下载时间：2011年6月8日
科技信息
高校理科研究
一和赛带高增益微带阵列天线
中国计量学院信息工程学院
赵春喜
郭维巍
张秋实许瑞旭陈顺
［摘要】本文提出了一种应用于ＷＬＡＮ的宽频带微带阵列天线。该天线在回损小于一ｌＳｄＢ时带宽为９００ＭＨｚ。在５．１５ＧＨｚ时上述
天线的在Ｅ面的增益为２３５０ｄＢｉ，在５．６０ＧＨｚ时Ｈ面增益为２５，０５ｄＢｉ。文中给出了天线结构的分析。仿真与实测的反射系数、辐射模式和增益的测试数据吻合。
［关键词］阵列天线微带ＷＬＡＮ
引言
微带天线具有很多优点，如剖面低，重量轻，体积小，易共形，成本
低，适于批量生产等㈣，因此吸引了越来越多的研究者关注这一类型的
天线。同时，微带天线本身内在的缺点，如窄频带等。然而，ＷＬＡＮ通信领域的微带天线要求能够信号全部覆盖，因此必须提高增益来覆盖给定的通信区域。
本文提出了一种应用于ＷＬＡＮ领域的宽频带微带阵列天线，能够获
得较高的增益和宽频带性能。新型阵列天线的尺寸为２７８ｍｍ
Ｘ
２７８ｍｍ，
具有优于１５ｄＢ的回损特性，带宽为９００ＭＨｚ。天线Ｅ面在５．１５ＧＨｚ最大增益为２３．５０ｄＢｉ，在５．６０ＧＨｚ时Ｈ面的增益为２４．４０ｄＢｉ。仿真与实测结果表明上述天线可以应用于ＷＬＡＮ系统。
一、蝶形微带阵列天线结构
设计的８×８平行微带阵列天线结构如图１所示。天线的辐射单元包括两个对称的微带单元，单个天线单元的尺寸为ａ＝１２．２５ｒａｍ，ｂ＝６．８５ｍｍ。天线的上下两层对称分布在基板的两侧。天线基体飞相对介电常数为２．６５，厚度为ｌｍｍ。制作的微带阵列天线如图２所示。
图１微带天线的结构示意图
图２天线实物图
二、仿真与实测结果
与
伯佰
∞∞矗
筋＿Ｊ
Ｅ
≮
∞叱
∞柏钙∞
５．０
５２
５４
５．６
５．８
６ｏ
Ｆｒｑｕｅｎｃｙ／ＧＨｚ
图３制作天线测试与仿真回损
万方数据
天线仿真与实测的回波损特性如图３所示。该天线仿真与实测回损在５．０．５．９２ＧＨｚ范围内均小于一１５ｄＢ，相对带宽约为１６．５１％。实验结果表明该天线能满足５．８ＧＨｚ（５．１５～５．８５ＧＨｚ）无线局域网标准。图４～５分别为５．１５和５．８５ＧＨｚＥ面和Ｈ面天线的仿真与实测辐射模式。从辐射模式图中可以看出，上述微带天线阵列具有大增益和宽的半波束宽度。工作频带内所测的平均增益大于２３ｄＢｉ。天线的仿真与实测的辐射结果吻合。所测天线的高增益和宽半波束宽度显示了天线好的定向性能和辐射特性，与ＷＬＡＮ实际要求一致。
ｏ——ｍｅａⅢｄ
ａｔＥ・ｐｌａｎｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｔＥ－ｐｌａｎｅｍｅａｓｕｒｅｄ
ａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅ
图４阵列天线的仿真与实测辐射模式（ｆ＝５．１５ＧＨｚ）
ｏ——ｍｅａｓｕｒｅｄａｔＥ－ｐｌａｎｅ
ｓｔ
Ｅ—ｐｌａｎｅ
ａｔｈｐｌａｎｅ
ａｔ
Ｈ－ｐｌａｎｅ
图５阵列天线的仿真与实测辐射模式（ｆ一５．ｓＳＣＵｚ）．三、总结
本文提出了一种适用于ＷＬＡＮ的宽带高增益微带阵列天线。实测的结果与微波软件仿真的结果一致。Ｅ面的最大增益在５．１５ＧＨｚ时为２３．５０ｄＢｉ。Ｈ面在５．６０ＧＨｚ时增益２５．５０ｄＢｉ。研究结果表明该天线适用于ＷＬＡＮ通信系统。
参考文献
ｌ
１
ｊＰ．Ｌｉ，Ｋ．Ｍ
Ｌｕｋ，Ｋ．Ｌ
Ｌａｕ
Ａｎｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ
ｈｉｇｈｇａｉｎ
ｍｉ—
ｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａ
ａｒｒａｙ
ｍｏｕｎｔｅｄ
ｏｎａ
ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｃｒｈｎｄｅｒ［Ｊｊ．ＩＥＥＥ
ＡＰ—ＳＩｎｔｅｒ－
ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐ．，２００３，６
ｌ２
ｊＭ．Ｋａｒｉｋｏｍｉ，ＴＭａｔｓｕｏｋａ，Ｌ．ＷＣｈｅｎ．ＡｎｏＩＩｍｉｄｉｒｅｃｄｏｎａｌ
ｂｒｏａｄ
ｂａｎｄｗｉｄｔｈｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ
ａｎｔｅｎｎａ
ｕｓｉｎｇ
ａ
ｐａｒａｓｉｔｉｃ
ｃｙｈｎｄｅｒ［Ｊ］．ＩＥＩＣＥ
ｔｒａｎｓ
ｏｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９３，Ｅ７６－Ｂ．
１３ｊＦ．Ｙａｎｇ，Ｙ．Ｒａｈｍａｔ—Ｓａｒｎｉｉ，“Ａ
ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ
ｐａｔｃｈ
ａｎｔｅｎｎａ
ｕｓｉｎｇ
ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ
ｓｌｏｔｓ
ｆｏｒ
ｃｉｒｃｕｌａｒ
ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．”ＩＥＥＥ
Ｍｉｃｒｏｗ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
Ｃｏｍｐｏｎ．Ｌｅｔｔ，２００２，１２
一种宽带高增益微带阵列天线
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵春喜， 郭维巍， 张秋实， 许瑞旭， 陈顺中国计量学院信息工程学院科技信息
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010，(30)0次
参考文献(3条)
1. F.Yang;Y.Rahmat-Samii A reconfigurable patch antenna using switchable slots for circularpolarization diversity 2002(12)
2. M.Karikomi;T.Matsuoka;L.W.Chen An omnidirectional broad bandwidth microstrip antenna using aparasitic cylinder 1993
3. P.Li;K.M.Luk;K.L.Lau An omnidirectional high gain microstrip antenna array mounted on a circularcylinder 2003
相似文献(10条)
1.学位论文 吴春红 微带反射阵列天线的研究与设计 2010
随着近代微波通讯、卫星通讯以及航天技术的迅猛发展，抛物面天线扮演着日益重要的角色。但是，由于现代社会对通讯系统灵活机动的要求，传统的抛物面天线笨重、体积庞大的劣势已经日益显现。为了克服抛物面天线的这些缺陷，国外的学者提出了低剖面的微带反射阵列天线结构，这种微带反射阵列天线综合了反射面天线和微带阵列天线的优点，以其重量轻、体积小、价格便宜易于制造特别是易于和其他物体共形、易与微带电路集成等优点，从1978年提出来后就受到了很高的重视并得到快速的发展。本文的研究即围绕微带反射阵列天线的设计展开。
本文首先阐述了微带反射阵列天线的工作原理和基本的结构类型，详细研究和讨论了实现相移补偿的各种微带反射元的结构和原理，深入探讨了仿真反射元相移曲线的波导模拟器技术。
针对微带反射阵列天线带宽窄的缺点，本文对影响微带反射阵列天线工作带宽的因素进行深入分析，重点研究了采用双层贴片层叠来扩展带宽的方法，并在理论基础上设计了一款工作在Ku波段的宽带微带反射阵列。首先通过数值仿真软件HFSS仿真得到双层微带贴片单元的相移曲线，结果表明它具有良好的宽带性能。在此基础上，研制出有161个单元、由圆锥喇叭馈电的偏馈微带反射阵列。仿真与测试结果表明，阵列主波束在偏离阵列法线方向20°方向，增益为25dB左右，带宽大约为20％。
2.期刊论文 惠鹏飞. 夏颖. 周喜权. 陶佰睿. 苗凤娟. HUI Peng-fei. XIA Ying. ZHOU Xi-quan. TAO Bai-rui. MIAO Feng-juan 基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计 -齐齐哈尔大学学报（自然科学版）2010,26(5)
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.
3.学位论文 田富贵 径向线微带阵列天线的研究 2010
本文在研究了径向线天线结构的基础上，提出了两种单层径向线微带阵列天线结构，一种是探针馈电的径向线平面螺旋阵列天线，辐射单元为平面微带螺旋，能量通过探针耦合到螺旋单元辐射；另一种是将缝隙阵列印制在印制板上的径向线微带缝隙阵列天线，能量通过缝隙辐射。天线能量由同轴内导体构成的探针从中心馈入到径向波导，并激励径向的TEM模式。
本文首先介绍了径向线天线的发展概况及径向线天线的优势和独特性以及阵列天线和径向波导的相关知识；然后仿真设计了径向线平面螺旋微带阵列天线和径向线微带缝隙阵列天线，给出了设计过程并分析了其性能。并介绍了径向线阵列天线等效介电参数对设计的影响等。加工的探针馈电式径向线平面微带螺旋阵列天线和径向线微带缝隙阵列天线驻波和轴比性能良好，效率有待进一步提高。
4.学位论文 丁保军 微带阵列天线的电磁散射研究 2004
该文分析了平面微带阵列天线的电磁散射特性.根据等效原理对微带阵列天线建立电场积分方程,应用谱域矩量法求解微带阵列单元上的电流分布,进而求解微带阵列天线的雷达散射截面.在对微带阵列天线建模的时候,结合国外的研究情况,该文采用了如下假设:假定接地介质平板为无限大,而微带阵列单元的数目为有限.在这样的简化假设条件下求解微带阵列天线的雷达散射截面RCS时,就可以利用无限大接地介质平板上半空间的并矢格林函数求解电场积分方程.这样避免采用自由空间的并矢格林函数时要考虑介质层的等效体电流,同时还要考虑接地金属板的影响,简化了阻抗矩阵元素的表达式,降低了求解超大规模的微带阵列天线的RCS时需要求解的未知电流展开系数的个数,大大缩短了计算时间,减小了对计算机内存的需求.在应用矩量法求解微带阵列单元上的等效面电流时,该文采用谱域并矢格林函数.变换到谱域求解是因为谱域并矢格林函数有解析形式,而空域并矢格林函数无法获得解析解,分析复杂.在对整个微带阵列进行剖分时,该文采用矩形面元并引入形状函数,可以非常方便地分析任意形状任意排列形式的平面微带阵列.采用这种方法时,阻抗矩阵的四个子矩阵为Teoplitz矩阵,因而可以极大地简化阻抗矩阵的求解过程,大大地缩短计算时间.在处理阻抗矩阵元素求解过程中,对于奇异值的处理我们采用变换积分路径的方法,因而无需知道被积函数极点的个数和精确值,就能获得满足工程需要的数值解,这样简化了二重奇异积分的数值求解过程.
5.期刊论文 李伟. 邱景辉. 索莹. 邓维波. LI Wei. QIU jing-hui. SU Ying. DENG Wei-bo 新型Ku频段全向微带阵列天线 -现代雷达2009,31(2)
设计了一种新型Ku频段全向天线,该天线由双面辐射微带阵列组成,通过串联形式馈电,实现了全向中等增益辐射特性.文中给出了微带阵列天线的设计方法,对该微带阵列天线的阻抗带宽特性、方向图特性和馈电结构进行了分析.结果表明,该微带阵列天线反射损耗小于-10 dB的绝对带宽为1.15GHz,在可用频带内全向增益为6.8 dB～7.3 dB,E 面波束宽度在20°～24°,H面方向图不圆度在±0.5 dB以内.该天线能够满足微波通信系统要求.
6.学位论文 陈彭 基于宽带机载SAR的微带阵列天线的研究 2007
机载合成孔径雷达(Airborne SAR)是一种高分辨率成像雷达，具有全天候、全天时、高分辨率、作用距离远等优点，用途十分广泛。天线是合成孔
径雷达最核心的子系统之一，决定了合成孔径雷达的多个关键参数的性能，天线的设计在合成孔径雷达系统的研发中占有至关重要的地位。
在这种背景下，论文对机载合成孔径雷达天线展开研究。针对目前机载合成孔径雷达天线研究的热点，利用微带阵列天线来完成合成孔径雷达系统对天线系统提出的宽频带、高增益、低副瓣电平、强方向性的高性能要求。
论文在选定的中心频点上设计了3种不同结构的宽带微带天线，缝隙耦合叠层微带天线、U型开缝叠层微带天线和半U型开缝叠层微带天线。这3种宽带微带天线相对带宽均大于15％，满足了宽带特性。其中半U型开缝叠层微带天线比U型开缝叠层微带天线平面面积缩减了近50％，是小型化天线的一种新尝试。通过对上述3种天线的带宽、方向图、交叉极化等特性的综合评估，确定利用U型开缝叠层微带天线组成阵列完成机载合成孔径雷达天线的设计。
阵列天线的设计主要是方向图的综合。使用进化算法优化阵列单元激励幅度权值，是一种新颖有效的方法。通过一种新颖的文化算法平台，在忽略互耦的情况下对8×8单元阵列进行了幅度激励优化。得到的方向图有较低的副瓣和较窄的半功率波瓣宽度，均达到了指标要求。从理论上验证了设计方案的可行性。
为了检验理论推倒和仿真优化的正确性。加工了2×2单元U型开缝叠层微带阵列实验天线，通过实测得到的近场、远场特性与仿真和理论推导接近，证明了理论推倒和仿真优化的正确性。
论文以合成孔径雷达天线设计为主线，贯穿了机载合成孔径雷达天线从指标设定，到天线选型、评估、设计、测试、分析的开发流程。完成了从单元设计到阵列方向图综合，从软件仿真到实物测试的流程。对该类天线理论研究以及工程实践有一定的参考价值。
7.学位论文 高嵬 毫米波微带阵列天线研究 2007
本文主要研究了两种馈电形式(并馈与串馈)共四个工作在35GHz的毫米波微带阵列天线，成功完成了对这些阵列天线的设计、仿真、制造和测试。本文从理论和实验的角度，研究了如何改善毫米波微带阵列天线的辐射特性，并获得具有高增益、低副瓣特性的毫米波微带阵列天线。 本文主要的工作包括：
1.设计了八元切比雪夫分布毫米波微带并馈直线阵，该阵列采用口径耦合馈电，经测试，副瓣电平达到-15dB。其中包括对口径耦合馈电单元天线进行仿真和理论分析，接着设计了八端口微带不等分功分器，作为天线阵的馈电网络。最后对天线阵进行了测试，测试结果基本达到预期的目的。
2.设计了两种毫米波微带串馈直线阵。两种天线阵都采用角馈方形贴片的形式。一种是常规的串馈微带直线阵，使阵列贴片电流实现锥削分布，即电流值由中心向四周逐渐变小；另一种是采用1/4λg，阻抗变换线，使阵列贴片电流满足切比雪夫多项式分布。通过仿真和测试，对比两种天线阵，发现在低副瓣的要求下，对于不要求高增益的情况，切比雪夫天线阵比较适用；反之，均匀馈线的天线阵则比较适用。
3.在上面直线阵研究的基础上，设计了256单元毫米波微带串馈平面阵列天线，该阵列采用均匀馈线和阻抗变换线结合的方式设计。最后对该天线阵进行测试，仿真与实测方向图一致性较好，实测增益达到22dB，副瓣电平达到-30dB，基本达到预期的设计目的。本文所研究的毫米波串馈天线阵可用于毫米波天线系统。所作的理论分析和实验研究工作为后续的毫米波阵列天线研究打下了坚实的基础。
8.会议论文 夏冬玉. 许谦. 屈天莹 一种微带阵列天线的设计与分析 2008
将全波分析与快速傅立叶变换及双共轭梯度相结合，对微带阵列天线进行分析计算，采用Taylor分布的锥削幅度激励准则，设计了一个可用于移动卫星通信的8×8单元的微带阵列天线，结果表明，计算结果同实测结果吻合较好，说明了该分析方法的正确性和有效性，为微带阵列天线的快速分析和计算提供了良好的借鉴.
9.学位论文 杜天波 双频微带阵列天线的设计技术研究 2006
多频段和宽频带技术是微带天线研究的一个重要方向，采用多频微带阵列实现飞行器天线的孔径复用功能可以减少飞行器天线的数目，对提高飞行器的隐身性能、机动性能等都具有非常重要的现实意义。
论文围绕双频微带阵列天线的设计和电磁特性分析开展研究工作，主要的研究工作包括： (1)利用谱域导抗法推导出一套完整的多层平面介质结构谱域格林函数的具体表达式；
(2)深入讨论了谱域格林函数的极点和支点特性，研究了提取任意多层介质结构表面波项的极点定位法和计算空域格林函数的二级离散复镜像方法，通过与数值积分对比验证方法的求解精度和计算效率；
(3)研究了用于分析平面多层微带结构电磁特性的混合位积分方程法，讨论了电流基函数(屋顶函数)的特征。研究用于求解大型阵列天线电磁特性的共轭梯度和快速傅立叶变换相结合的混合技术，通过与HFSS仿真结果的对比验证方法的精度；
(4)研究微带双频阵列天线、馈电网络和阻抗匹配等的设计问题，设计一个工作在L波段和C波段的双频微带阵列天线，并进行实物制作加工和测试。利用HFSS仿真软件对设计的双频微带阵列天线电磁特性进行分析，验证天线是否满足设计指标。
10.期刊论文 官正涛. 李峰. 赵璐. GUAN Zheng-tao. LI Feng. ZHAO Lu 一种结构紧凑的毫米波微带阵列天线 -电讯技术2010,50(3)
提出了一种波导带状线转换器,应用于毫米波多层微带阵列天线设计,减小了天线的厚度,并增加了天线的效率和可靠性.与采用传统的波导微带转换器、微带同轴转换器及同轴带线转换器的级联转换方案的天线相比,该多层微带阵列天线的厚度缩小了90%,实测为1.2 mm,天线效率增加了14%,实测为24%.
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下载时间：2011年6月8日